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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA ¿Qué hay dentro de la SEGA MEGA KEY?. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Телевидение Los lectores a menudo tienen que lidiar con el hecho de que el equipo que les interesa (o que requiere reparación), especialmente de fabricación extranjera, no incluye descripciones técnicas, conceptos o incluso diagramas estructurales. Esto crea dificultades casi insuperables en la reparación, y más aún en la repetición y mejora de tales dispositivos. Sin embargo, se puede encontrar una salida. Cómo hacer esto se describe en el artículo propuesto usando el ejemplo del expansor "Mega Key-2" para las populares consolas de videojuegos de 16 bits "Sega Mega Drive" y "Sega Mega Drive-2". El autor logró no solo comprender los principios de su funcionamiento, sino también hacer un dispositivo similar con las piezas disponibles. Los fanáticos de jugar en las videoconsolas "Sega" de 16 bits saben que algunos cartuchos funcionan solo cuando se conectan a través de un dispositivo especial: un expansor. Estos incluyen, por ejemplo, la serie de televisión con licencia "Super Sonic", "Earth Worm Jim" y otros, en varias modificaciones. Los expansores "Mega Key" aseguran su compatibilidad. Cualquiera que piense que "Mega clave" significa "clave muy grande" probablemente esté equivocado. Una traducción más plausible es "una clave para" Mega ". Externamente, el expansor es muy similar a un cartucho de juego normal, pero tiene dos interruptores deslizantes de tamaño pequeño y dos conectores de 64 pines: un enchufe (se inserta en el toma "CARTRIDGE" del decodificador) y una toma para el cartucho. Los interruptores se pueden usar para seleccionar uno de varios estándares de televisión que difieren en el número de líneas de descomposición de la imagen, los valores de velocidad de cuadro y los métodos de codificación de información de color. Por lo general, hay una tabla en el cuerpo del expansor o en las instrucciones del mismo, similar a la Tabla. 1, que enumera países o estándares de televisión e indica las posiciones de interruptor correspondientes. Por ejemplo, "EE. UU. Y BRASIL" se refiere al estándar de EE. UU. y Brasil (525 líneas, 60 Hz). "JAPAN" corresponde a nuestros modelos asiáticos "Sega" (625 líneas, 50 Hz). A veces, hay cartuchos que funcionan cuando los interruptores están configurados en "PAL & FRENCH SECAM". Tabla 1
Actualmente, el expansor más popular es "Mega Key-2", que funciona tanto con el prefijo "Sega Mega Drive" como con su versión mejorada "Sega Mega Drive-2". No es fácil entender su dispositivo, ya que la mayoría de los nodos están ubicados dentro de un microcircuito sin marco especializado. Los fabricantes, por razones obvias, no tienen prisa por revelar secretos. Tenemos que considerar el expansor como una "caja negra". Recuérdese que en cibernética este es el nombre de un sistema en el que solo las señales de entrada y salida están disponibles para un observador externo, y la estructura interna es desconocida por una u otra razón [1]. Tratemos de comprender la estructura y el principio del expansor utilizando los niveles de análisis físico, lógico y temporal. La técnica descrita a continuación puede ser útil en el estudio de una amplia variedad de dispositivos electrónicos. NIVEL FÍSICO En primer lugar, fue necesario analizar la topología (dibujo) de la placa de circuito impreso del expansor, elaborar su diagrama de circuito, medir voltajes y corrientes en varios circuitos. Resultó que cada uno de los 64 pines del enchufe del expansor está conectado directamente al pin correspondiente de su zócalo. El cartucho insertado aquí resulta estar conectado con el prefijo de la misma manera que sin un expansor. En paralelo, 29 de los 64 pines están conectados a un bloque lógico. Su diagrama esquemático, compilado como resultado del estudio de la placa de circuito impreso, se muestra en la fig. 1. Los nombres de las señales de entrada (A0-A22, WE2) y de salida (D0, D6, D7), así como los circuitos de alimentación (+5 V, GND) corresponden a los adoptados en los decodificadores " Sega" [2].
La base es un chip sin marco DD28 de 1 pines, lleno de un compuesto. La numeración de sus conclusiones en el diagrama es condicional. Un nivel bajo en la salida de Q1 habilita la operación del controlador de bus DD2. En este caso, el estado de las salidas conectadas a los bits D6 y D7 del bus de datos del procesador principal del decodificador de video depende de la posición de los interruptores SA1 y SA2. Un nivel alto en la salida Q2 del microcircuito DD1 abre el transistor VT1, cuyo colector está conectado al bit D0 del bus de datos. Si es necesario, el chip DD2 se puede reemplazar con K555AP5 y el transistor VT1 con KT3102B. La corriente consumida por el expansor en el circuito de +5 V en reposo es de 25...35 mA. De estos, DD1 representa no más de 0,3 mA. Esto sugiere que lo más probable es que esté hecho con tecnología CMOS. NIVEL LÓGICO El siguiente paso es comprender la lógica del expansor y crear un modelo de la estructura interna del chip sin marco DD1. Los oscilogramas de las señales observadas mientras se trabaja con cartuchos de juegos reales muestran que en la salida Q1 del chip DD1, en el momento en que se enciende y cuando se presiona el botón "RESET", generalmente aparecen pulsos únicos de polaridad negativa. A la salida de Q2 durante el juego, son visibles secuencias no periódicas de pulsos de polaridad positiva y un gran ciclo de trabajo. Se puede suponer que DD1 es un decodificador con dos salidas, cuya señal en cada una de ellas indica que el procesador está accediendo a algunas celdas de memoria. Pero para determinar las direcciones de estas celdas, es necesario enumerar todas las combinaciones posibles de señales de entrada (dirección), mientras se analizan los estados de las salidas. 24=224 combinaciones de señales son posibles en 16777216 entradas del decodificador. Está claro que es imposible clasificarlos manualmente en un tiempo aceptable; esta operación debe automatizarse. El tiempo de análisis de cada combinación no debe ser demasiado corto (puedes perderte la respuesta), pero tampoco demasiado largo (tendrás que esperar mucho tiempo por el resultado). En la fig. 2 muestra un esquema de un dispositivo bastante simple que permitió realizar todo el ciclo de medición en un minuto. También puede ser útil para estudiar otros nodos digitales multientrada.
El oscilador maestro (DD1) opera a una frecuencia de aproximadamente 500 kHz. A través de los elementos lógicos del chip DD2, se le conecta un contador binario de 24 bits (DD3-DD8), cuyas salidas deben conectarse a las entradas correspondientes del expansor. Cuando aparecen señales de bajo nivel en las salidas D0 o D6 del último elemento DD2.1 bloquea la cuenta. Al mismo tiempo, uno de los LED (HL1 o HL2) se enciende, lo que indica en qué circuito en particular se detecta la respuesta. En este estado, debe medir los niveles lógicos en los circuitos A0-A22. Este código será la dirección de la celda en el espacio de memoria o I/O del procesador, al acceder, el decodificador “funciona”. Un nivel bajo de la señal WE2 en este momento indica que probablemente se están escribiendo datos, un nivel alto indica que se están leyendo. Después de presionar el botón SB1, la búsqueda continúa. El disparador de los elementos DD2.2 y DD2.3 elimina el "rebote" de los contactos del botón. Los experimentos realizados demostraron que el expansor responde a las señales de entrada en dos casos: al leer o escribir datos en la dirección 508000H y al leerlos en la dirección 600002H. En el primero, cambia, de acuerdo con la posición de los interruptores SA1 y SA2, el estado de los bits D6 y D7 de la celda "real" ubicada en uno de los microcircuitos del decodificador o cartucho de video. En el segundo, se transfiere al estado de 0 lógico bit D0. Debe decirse que esto se hace de una manera "ilegal": las señales de los búferes de bus de datos de relativamente baja potencia del decodificador son suprimidas por las poderosas señales del expansor, en el que cuatro elementos del controlador de bus están conectados en paralelo. Obviamente, la elección de un controlador de uno u otro estándar de televisión depende del código en 508000H. Si los interruptores del expansor no están en la posición correcta, el programa se detiene con una pantalla como "Desarrollado para uso exclusivo con sistemas NTSC Mega Drive". El circuito equivalente del microcircuito sin paquete DD1, obtenido como resultado del análisis del expansor en el nivel lógico, se muestra en la fig. 3. Consta de dos elementos multientrada: DD1.1 ("NAND", dirección 508000H) y DD1.2 ("AND", dirección 600002H).
NIVEL DE TIEMPO Queda por determinar el retraso de señal permitido en el expansor, aumentándolo artificialmente hasta que aparezcan fallas. Esto se puede hacer, por ejemplo, incluyendo varios inversores conectados en serie en una rotura de cable que conecta la salida Q1 del decodificador DD1 (Fig. 1) con la entrada E2 del controlador de bus DD2. Para mantener la polaridad de la señal, el número de inversores debe ser par. El experimento mostró que el expansor funciona de manera estable incluso con 12 elementos del chip K561LN2 conectados en serie, lo que corresponde a un retraso de señal de 0,5 ... 0,7 μs. Puede considerarse no crítico para la velocidad de los elementos activos aplicados. EXTENSOR CASERO Entonces, habiendo entendido el dispositivo y el principio de funcionamiento de "Mega Key-2", es posible desarrollar su análogo en chips de amplia aplicación. Uno de los posibles esquemas para un expansor casero se muestra en la Fig. 4. Las funciones del decodificador del expansor "propietario" las realiza un nodo lógico en los microcircuitos DD1-DD5. Si es necesario, también se puede usar para reemplazar un microcircuito sin marco defectuoso. En este caso, las entradas 8 y 5 de un elemento libre del chip DD10 deben conectarse al pin 11 DD4, y la señal Q1 debe eliminarse de su salida 8.
Conectar a la línea D0 cuatro elementos conectados en paralelo de una de las mitades del controlador de bus DD6 le permite "salvar" el transistor. Para las líneas D6 y D7, resultó ser suficiente conectar dos elementos de la otra mitad. Los interruptores SA1 y SA2 aún establecen el estándar de televisión. Pero en el dispositivo descrito, están conectados de manera diferente que en el "de marca", y el estado "ENCENDIDO" (Tabla 1) ahora corresponde a un interruptor abierto y "APAGADO" a un interruptor cerrado. Cuando los contactos del interruptor SA3 están cerrados, las salidas del controlador del bus entran en un estado de alta impedancia y el expansor no afecta el funcionamiento del decodificador de video. Todas las partes del dispositivo están montadas en una placa de circuito impreso hecha de lámina de fibra de vidrio con dimensiones de 75x55 mm (Fig. 5). Está diseñado para la instalación de resistencias MLT-0,125, un condensador KM-5b, interruptores deslizantes de pequeño tamaño PD9-2 o PD53-1.
Para reemplazar los microcircuitos DD1-DD6, son adecuados sus análogos funcionales de las series K155, K555, KR1531, KR1533 y otras estructuras TTL. Como DD6, puede usar microcircuitos no solo AP5, sino también AP3 de varias series. Dado que estos últimos invierten las señales transmitidas, sus conclusiones 11, 13, 15 y 17 no deben conectarse a un cable común, sino al polo positivo de la fuente de alimentación. Los contactos cerrados de los interruptores SA1 y SA2 después de dicho reemplazo corresponderán al estado "ENCENDIDO", y los abiertos - "APAGADO". Dado que el expansor está conectado en paralelo con los circuitos del decodificador, y en el estado apagado no afecta su funcionamiento, no es necesario hacer un dispositivo de transición complejo, como "Mega Key-2". Se recomienda colocar la placa de circuito impreso dentro del decodificador de video (por ejemplo, cerca de la toma "SISTEMA"), fijándola de tal manera que los interruptores SA1-SA3 puedan controlarse a través de la cubierta lateral abierta. Las almohadillas de contacto de los circuitos de entrada y salida del expansor deben conectarse de acuerdo con la tabla. 2 con los pines de cualquiera de los conectores "SYSTEM" o "CARTRIDGE", o directamente con los pines del microprocesador MC68000. Tabla 2
Antes de encender por primera vez, inspeccione cuidadosamente la instalación, asegúrese de que no haya cortocircuitos o roturas. No se requiere ajuste, basta con seleccionar la posición de los interruptores SA1, SA2 para que el cartucho comience a funcionar, negándose a hacerlo sin un expansor. Recuerde que para los modelos asiáticos de "Sega", ambos, por regla general, deben configurarse en la posición "APAGADO". El expansor incorporado no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento de los cartuchos "estándar". Literatura
Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrania
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