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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Troisième génération de consoles vidéo Sega Mega Drive-II. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / TV Malgré les prévisions des sceptiques, l'IVP 16 bits "Sega Mega Drive - II" continue d'étonner par sa longévité. Compte tenu de la disponibilité et du large choix de cartouches de jeu bon marché, il s'agit toujours d'un cadeau souhaitable pour les enfants en âge d'aller à l'école primaire. Il peut également être considéré comme un champion en termes de nombre de versions connues. Cet article traite de l'historique du développement de ces IVP et des caractéristiques distinctives de leurs modifications, y compris les dernières versions. Société japonaise SEGA Enterprises Ltd. en 1987, elle traversait une période difficile [1]. Son Sega Master System (SMS) à huit bits était nettement derrière la Nintendo Entertainment System (NES), l'ancêtre de Dendy, en termes de popularité. Nintendo, qui a produit la NES, contrôlait 92 % du marché américain du jeu vidéo et 95 % du marché japonais. Aux États-Unis, une famille sur trois souffrait d'IVP, dans la grande majorité des cas - NES. Pour changer la situation, SEGA a réuni une solide équipe d'ingénieurs sous la direction de Hideki Sato, chargé de présenter au monde un IVP 16 bits en un an. Le prototype était la machine à sous "System 16" de SEGA. C'est à lui qu'a été empruntée l'architecture biprocesseur : MC68000 (Motorola) et Z80 (Zilog). La date officielle de naissance de la « Sega Mega Drive » (MD) est le 29 octobre 1988. C'est ce jour-là que ses premiers exemplaires furent mis en vente au Japon. La présentation sur le marché américain a eu lieu le 14 août 1989, mais sous la marque « Genesis », puisque le mot « megadrive » s'est avéré déjà enregistré par l'une des sociétés américaines en son nom. Les premières ventes de MD en Europe ont eu lieu en novembre 1990 en Angleterre. L'IVP comprenait plus d'une douzaine de jeux développés par Namco, Electronic Arts et Konami. Si l'on prend en compte la compatibilité (via un adaptateur spécial) avec les cartouches SMS, le nombre total de jeux disponibles pour les consommateurs atteint des centaines. Bonnes performances, palette de couleurs riche, son stéréo, divers périphériques - telle est la liste des avantages du MD. Mais plus important encore, il est devenu le premier IVP 16 bits accessible au public. Diverses variantes de MD portaient la désignation de l'entreprise « MK-1601 -xx ». Des versions régionales ont été publiées : japonaise, américaine, européenne, asiatique. Tous sont dans un boîtier rectangulaire de dimensions 285x225x50 mm (sur la Fig. 1 - IVP de la version américaine), différant par les formats de signaux de télévision (PAL ou NTSC), les langues d'inscription, les détails de conception externes, l'alimentation conçue pour 120 ou 220 V. Dans le MD européen, il n'y avait pas de connecteur "EXT" à 9 broches, qui dans la version japonaise était destiné à connecter un modem. MD était équipé d'une prise pour connecter un casque stéréo et d'un contrôle de volume à glissière. Les caractéristiques de la conception du circuit et de la réparation de cet IVP sont couvertes dans [2].
En 1993, cinq ans après l'apparition de MD, SEGA a publié de nouvelles modifications moins chères des consoles Mega Drive-II (MD2) et de sa version américaine, Genesis-2, tout en conservant une compatibilité logicielle ascendante avec M.D. Les principales différences entre MD2 et MD : - pas de prise casque ni de contrôle du volume ; - un signal sonore stéréo est émis vers le connecteur "A/V OUT" ; - le modulateur RF interne est remplacé par un externe ; - ajout des boutons "X", "Y", "Z", "MODE" au joystick ; - les procédures de démarrage "à froid" et "à chaud" sont séparées par programmation ; - il est possible de vérifier la conformité régionale de la cartouche et du décodeur. Le nom de marque des modèles de la série MD2 est « MK-1631-xx », bien qu'il en existe d'autres, par exemple « MK-1632-xx », « NAA2502 », « KW-501 ». En figue. La figure 2 montre l'apparence de la version européenne du MD2 dans un boîtier carré unifié de dimensions 210x210x50 mm.
En 1992-1994. Les IVP 16 bits de SEGA étaient au zénith de leur renommée partout dans le monde. Un peu plus tard, la palme en termes de ventes fut remportée par l'IVP "Super Nintendo", puis vint le temps de la "Sony PlayStation" 32 bits. Depuis 1996, le centre de la « zone d'habitat » SEGA IVP s'est déplacé au Brésil et en Chine, puis dans les pays de la CEI. Fin 1997, une tentative a été faite pour relancer MD2. Majesco (USA) a publié sous licence une version ultra-légère de l'IVP appelée "Genesis-Z". Il ne dispose pas de connecteur système, ce qui exclut la connexion de l'IVP avec le MegaCD, et certaines fonctions attribuées au processeur Z80 sont simplifiées. En apparence, le nouveau modèle est un croisement entre une rondelle de hockey et un lecteur CD. Les avantages par rapport à "Genesis" et "Genesis-2" sont un prix relativement bas (30...50 dollars américains) et la possibilité de travailler avec des cartouches de jeux de marque japonaise. SEGA a officiellement cessé de prendre en charge ses IVP 16 bits en 1998. En seulement 10 ans, environ 30 millions de consoles ont été vendues, plus d'un millier de programmes de jeux et trois mille variétés de cartouches ont été créées pour elles. Certaines modifications originales sont connues. Parmi eux figurent "Sega Nomad" - un MD2 portable avec un écran LCD intégré de trois pouces, "Wondermega" - une symbiose de MD2 et MegaCD, axée sur le karaoké et la lecture de fichiers musicaux MIDI, "MegaPC" - un hybride d'IBM Ordinateur PC-386 et MD2, destinés principalement au développement de programmes de jeux. VARIÉTÉS MD2 La grande majorité des IVP courants dans les pays de la CEI sont des versions asiatiques et européennes du MD2. Ils devraient être qualifiés de compatibles MD2, car ils ne sont pas construits sur le VLSI propriétaire SEGA315-xxxx, mais sur des copies de ceux-ci provenant de divers fabricants. Parfois, vous pouvez trouver des MD et MD2 sous licence (les deux versions ont été produites jusqu'en 1995). Les IVP américains "Genesis", y compris "Genesis-Z", ne se sont pas répandus dans les pays de la CEI. MD2 est classiquement divisé en trois générations selon l'année de production : de 1993 à 1996. - d'abord, 1997 et 1998. - deuxième, 1999 et après - troisième. Ils diffèrent principalement par le degré d’intégration et le nombre de VLSI. Par exemple, à partir du MD2 de deuxième génération, les cœurs de processeur MC68000 et Z80 sont regroupés dans un seul « multiprocesseur » VLSI. Chez les réparateurs, il est connu sous le nom de « 97xx » ou « 98xx », bien qu'il s'agisse en fait de la date de fabrication du microcircuit : les deux premiers chiffres sont l'année (1997 ou 1998), suivi du numéro de série de la semaine de celle-ci. année. Il n'est pas toujours possible de savoir grâce à l'inscription sur la face inférieure du boîtier à quelle génération appartient la console. Les boîtiers MD2 sont unifiés et interchangeables, vous ne devriez donc pas être surpris de trouver, par exemple, une carte IVP de première génération dans un boîtier appelé NAA2502. Le moyen le plus simple de déterminer avec précision le type et la génération du MD ou du MD2 en cours de réparation consiste à utiliser les désignations de position et les types de microcircuits installés sur sa carte. Le tableau 1 contient des informations sur les options les plus courantes, bien que d'autres soient également disponibles. Vous trouverez ci-dessous les microcircuits à diverses fins fonctionnelles utilisés dans MD et MD2. Les noms des fabricants de puces sont indiqués entre parenthèses.
Processeur central : MC68000P, MC68000L, MC68Н000Р (Motorola) ; SCN68000 (Signetics) - en boîtier DIP-64. HD68HC000CP (Hitachi); MC68000FN (Motorola) - en boîtier QFP-68. Processeur supplémentaire : Z84000 (GoldStar) ; Z80A (Zilog); Z80CPU (Mostek); Z80ACPU (STMicroélectronique); LH0080 (pointu); TMPZ84C00 (Toshiba); mPD780C (NEC); KP1858BM1 (Russie) - dans un boîtier DIP-40. Z84C0008 (Zilog); 84C00AU-6 - en boîtier QFP-44. Encodeur vidéo : SХА1145М (Sony) ; MB3514 (Fujitsu); KA2197D, KA2198BD (Samsung) - dans un boîtier SOP-24. CXA1145P (Sony) - en boîtier DIP-24. MC13077P (Motorola) - en boîtier DIP-20. RAM audio : SRM2064, SRM2A256 (Seiko Epson) ; MK48H64 (STMicroélectronique) ; TC5564, TC5565 (Toshiba); MB8464 (Fujitsu); HY6264 (Hyundai); HM6264 (Hitachi); CY6264 (cyprès); MT5C6408 (microns) ; M5M5178 (Mitsubishi); CXK5863, CXK5864 (Sony); MPD4364, MPD43256 (NEC) ; TMM2064 ; HSRM2264 ; MCM6264 (Motorola); UM6264 (UMC); AKM6264 (Asahi Kasei); LC3664 (Sanyo) - dans le boîtier SOP-28. RAM vidéo : HM53461 (Hitachi) ; mPD41 264 (NEC); M5M4C264 (Mitsubishi); MB81461 (Fujitsu); MT42C4064 (microns) ; V53C261 (Mosel-Vitelic) ; TMS4461 (Texas Instruments) - en boîtier DIP-28. HM53462 (Hitachi) - en boîtier DIP-24. MSM54C864 (OKI) - dans le boîtier SOJ-40. RAM principale : HM62256, HM66203 (Hitachi) ; mPD43256 (NEC); KM62256 (Samsung); SRM20256 (Seiko Epson); CXK58257 (Sony); ATT7C256 (AT&T); CY7C199 (cyprès); IMS1630LH (STMicroélectronique) ; UM62256 (UMC); HY62256 (Hyundai); MB84256 (Fujitsu); M5M5256 (Mitsubishi); MS62256(Moselle); MCM51L832 (Motorola); GM76C256 (GoldStar); Idt71256 (IDT) - dans un boîtier SOP-28. LH52258D (pointu); 61256PT - en boîtier DIP-28, TC511632FL (Toshiba) - en boîtier SOJ-40. Canal audio : NA17902P (Hitachi) ; MPC324C, MPC3403C (NEC) ; SM8652 ; ICPA324 ; KA324 (Samsung); KIA324P (KEC); LM324, MC3403P (Motorola); CA324G (RCA) - en boîtier DIP-14. KA324D (Samsung); LM324D (Texas Instruments ); LM324M (National Semiconductor) - dans le boîtier SOP-14. Téléphones stéréo UMZCH : SХА1034Р, CXA1634P (Sony) - dans un boîtier DIP-16. LM358 (Texas Instruments, On Semiconductor, Philips, National Semiconductor, STMicroelectronics) ; GL358 (Hyundai); ICPA358 ; KA358 (Samsung) - dans un boîtier DIP-8. Stabilisateur +5 V : L7805 (STMicroelectronics) ; LM7805 (Fairchild); NY7805C ; OTI7805 ; KA7805 (Samsung); KIA7805 (KEC); ML7805 ; AN7805 (Panasonic); UB7805 ; uA7805 (National Semiconductor) ; HSMC7805 ; GL7805 (Hyundai); UTC7805 (Unison Technologies); UC7805 (Texas Instruments). Les microcircuits ayant le même objectif dans les mêmes boîtiers, produits par différentes sociétés, sont généralement interchangeables. Avec l'avènement de nouveaux modèles IVP, la liste s'allonge. Les décodeurs MD2 de première génération sont décrits dans [2]. Le schéma et la procédure de réparation détaillée du MD2 de deuxième génération sont donnés dans [3, 4]. Le circuit MD2 de troisième génération est illustré à la Fig. 3. Il ne s'agit pas d'un document officiel de SEGA, mais du résultat d'une analyse de la structure des consoles qui étaient entre les mains de l'auteur. La même figure montre schématiquement l'emplacement des principaux composants du décodeur et montre l'apparence de ses connecteurs.
Dans la vie de tous les jours, ces décodeurs vidéo sont parfois appelés monopuces, car toutes les fonctions principales sont assurées par un seul VLSI U5. Il interagit uniquement avec la RAM principale de 32Kx16 bits (puces U7, U8) et la RAM vidéo de 64Kx8 bits (puces U9, U10). Le canal sonore est réalisé sur l'ampli-op U2.2 - U2.4. Comme l'IVP des générations précédentes, les signaux SOUND 1 et SOUND2 sont les sorties des canaux gauche et droit d'un synthétiseur musical, fonctionnellement similaires au microcircuit YM2612 de Yamaha, mais situés dans le même VLSI U5. Le signal SOUND3 est la sortie du canal PSG (Programming Sound Generator). Son son en quatre parties rappelle "Dendy". Le prototype du PSG était la puce SN76489 de Texas Instruments. Les circuits SOUND2, SOUND4 connectés au connecteur S5 "Cartridge" sont les entrées technologiques de la voie son. Ils servent à le vérifier sans ouvrir l'IVP. Les amplificateurs opérationnels U2.2 et U2.3 sont couverts par une rétroaction négative via les circuits R13С6 et R14С7. La limite supérieure de la bande passante de ces étages est de 7,2 kHz. Pour élargir la bande, il est recommandé de réduire les valeurs des condensateurs C200 et C6 à 7 pF. Les signaux S-RIGHT et S-LEFT sont destinés à être fournis à un UMZCH externe. Malheureusement, dans de nombreuses versions MD, ils ne sont pas émis vers le connecteur CN2 "A/V OUT", ce qui ne permet pas d'entendre le son stéréophonique des jeux. L'amplificateur opérationnel U2.4, additionnant les signaux des canaux stéréo gauche et droit, génère un signal AUDIO monophonique, fourni via le connecteur CN2 au modulateur RF ou à l'entrée d'un UMZCH monophonique. Le fonctionnement de l'IVP est synchronisé par le générateur situé dans le VLSI U5. Sa fréquence (17,734475 MHz) est fixée par le résonateur à quartz X1. La valeur n'est pas aléatoire - la quatrième harmonique de la sous-porteuse du signal de couleur dans le système PAL. La fréquence d'horloge du cœur du processeur (7,6 MHz) est égale aux 3/7 de la fréquence du générateur. Le résonateur X2 est installé uniquement dans les modèles IVP américains et japonais qui génèrent des signaux de télévision NTSC avec une fréquence de sous-porteuse couleur de 3,58 MHz. La fréquence d'horloge du processeur dans ce cas est de 7,67 MHz. Les résonateurs X1 et X2 et les standards de télévision sont commutés à l'aide des cavaliers J5.1, J5.2 et d'un groupe de cavaliers J4. L'objet de cette dernière est le suivant :
Le déclencheur de Schmitt sur l'ampli-op U2.1 contrôle la tension dans le circuit +5 V. Si, pour une raison quelconque, il chute, le condensateur CE2 se décharge rapidement via la diode D2 et, une fois la tension rétablie, il se charge lentement via la résistance R11. . Une impulsion de réinitialisation négative d'une durée de 2.1...0,2 s générée à la sortie U0,3 est envoyée à la broche 158 du microcircuit U5. Cela empêche le système du microprocesseur de geler lors de pannes de courant. En fermant le circuit WDOG (broche B2 du connecteur S2 "Cartouche") au fil commun (GND), vous pouvez redémarrer l'IVP. Dans le tableau 2 montre une liste et le but de tous les circuits connectés au connecteur S2.
La tension d'alimentation de l'IVP est stabilisée par le microcircuit Q1 L7805CV (STMicroelectronics). La diode D1 protège contre une tension d'alimentation accidentelle de polarité incorrecte. Structurellement, le décodeur se compose de trois cartes de circuits imprimés reliées entre elles par des câbles plats. Le connecteur latéral « System » est absent dans ce modèle, comme dans le « Genesis-Z ». A noter que bien que le MD2 de première et deuxième génération dispose d'un connecteur système à 60 broches, il arrive souvent que tous les circuits nécessaires pour connecter l'IVP au module MegaCD n'y soient pas connectés. CARACTÉRISTIQUES DE RÉPARATION Environ 70 % des dysfonctionnements du MD2 de toutes générations sont dus à des défaillances du microcircuit stabilisateur de tension +5 V et à des ruptures de fil dans le cordon de l'adaptateur réseau, dans les enroulements du transformateur de puissance, dans les câbles du joystick, dans les connexions inter-cartes. Ces défauts sont facilement détectés en « testant » les fils avec un ohmmètre et en mesurant les tensions avec un voltmètre. En particulier, la tension sur la broche 1 du stabilisateur intégré Q1 (voir Fig. 3) doit être d'au moins 8 V et sur sa broche 3 - 5 ± 0,15 V. Lors de la recherche de défauts MD et MD2, vous pouvez utiliser les tableaux MFD liés au support de cartouche, à la RAM principale et vidéo [3]. Très souvent, le critère de bon fonctionnement d'un microcircuit est la température de son boîtier. Si, une minute après la mise sous tension de l'IVP, l'un des microcircuits ne peut plus être touché avec la main (il fait très chaud), le microcircuit doit très probablement être remplacé. L'exception est le stabilisateur de tension +5 V. Comme déjà mentionné, dans le MD2 de troisième génération, les fonctions principales sont assurées par le VLSI U5. Cependant, même en cas d'échec partiel, vous pouvez essayer de restaurer le fonctionnement de l'IVP. Par exemple, dans [5] il existe des schémas pour remplacer les conditionneurs de signaux OE et CS situés à l'intérieur du VLSI par des cascades très simples sur des puces logiques conventionnelles. En figue. 4 montre un schéma d'une unité qui vous permet de sélectionner des jeux dans des cartouches commutées par un signal de réinitialisation.
Schéma de la Fig. La figure 5 montre comment restaurer temporairement le fonctionnement de l'IVP en cas de défaillance de l'unité de commande de tension d'alimentation au niveau de l'ampli-op U2.1 (voir Fig. 3).
Les circuits de la carte processeur IVP, qui doivent être brisés en coupant les conducteurs du circuit imprimé, sont illustrés à la Fig. 4 et 5 sont marqués de croix. Un dysfonctionnement courant des décodeurs vidéo est une mauvaise soudure des broches VLSI aux plages de contact de la carte de circuit imprimé. Pour rechercher de tels défauts, vous avez besoin d'une loupe et d'une fine aiguille qui est soigneusement, sans forte pression, passée sur toutes les broches VLSI. Une broche mal soudée se révèle en vacillant. Pour restaurer la fonctionnalité, utilisez simplement une panne de fer à souder (nettoyée de l'excès de soudure !) pour appuyer le fil sur la plage de contact et réchauffez-le pendant 1...2 s. littérature
Auteur : S. Ryumik, Tchernihiv, Ukraine
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