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無線電子工学および電気工学の百科事典 第 XNUMX 世代のビデオ コンソール、Sega Mega Drive-II。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / Телевидение 懐疑論者の予想にもかかわらず、16 ビット IVP「Sega Mega Drive - II」はその長寿命で驚かされ続けています。 安価なゲームカートリッジが入手可能で幅広い選択肢があることを考えると、依然として小学生の年齢の子供にとって望ましい贈り物です。 既知のバージョンの数という点でもチャンピオンとみなすことができます。 この記事では、これらの IVP の開発の歴史と、最新リリースを含むその変更の特徴について説明します。 日本企業株式会社セガ・エンタープライゼス1987 年には困難な時期を迎えていました [1]。 その 92 ビットの Sega Master System (SMS) は、Dendy の祖先である Nintendo Entertainment System (NES) の人気に大きく遅れをとっていました。 NES を製造した任天堂は、アメリカのビデオゲーム市場の 95%、日本のビデオゲーム市場の XNUMX% を支配していました。 米国では、家族の XNUMX 人に XNUMX 人が IVP を受けており、その大部分は NES でした。 状況を変えるために、SEGA は佐藤英樹氏のリーダーシップの下に強力なエンジニア チームを編成し、16 年以内に 16 ビット IVP を世界に発表することを彼女に命じました。 原型となったのは、セガのスロットマシン「システム68000」。 MC80 (Motorola) と ZXNUMX (Zilog) というデュアル プロセッサ アーキテクチャを借用したのは彼からでした。 「セガ メガドライブ」(MD) の正式な誕生日は 29 年 1988 月 14 日です。日本で最初のコピーが発売されたのもこの日です。 アメリカ市場でのプレゼンテーションは1989年XNUMX月XNUMX日に行われたが、「メガドライブ」という言葉がすでに米国企業のXNUMX社によってその名前で登録されていることが判明したため、「ジェネシス」の商標で行われた。 ヨーロッパにおける最初の MD の販売は、1990 年 16 月にイギリスで行われました。 IVP には、ナムコ、エレクトロニック アーツ、コナミが開発した十数のゲームが含まれていました。 SMS カートリッジとの互換性 (特別なアダプターを介した) を考慮すると、消費者が利用できるゲームの総数は数百に達します。 優れたパフォーマンス、豊富なカラーパレット、ステレオサウンド、多様な周辺機器 - これが MD の利点のリストです。 しかし最も重要なことは、これが初めて一般公開された XNUMX ビット IVP となったことです。 さまざまな MD のバリエーションには「MK-1601 -xx」という会社名が付けられました。 地域バージョンがリリースされました: 日本、アメリカ、ヨーロッパ、アジア。 それらはすべて、寸法が 285x225x50 mm の長方形のケースに入っています (図 1 - アメリカ版の IVP)。テレビ信号形式 (PAL または NTSC)、表記言語、外部デザインの詳細、120 または 220 用に設計された電源が異なります。ヨーロッパの MD には、日本版ではモデムを接続するための 9 ピンの「EXT」コネクタがありませんでした。 MDにはステレオヘッドフォンを接続するためのジャックとスライドボリュームコントロールが装備されていました。 この IVP の回路設計と修復の特徴については [2] で説明されています。
MD の登場から 1993 年後の 2 年、SEGA は、M.D. とのボトムアップ ソフトウェア互換性を維持しながら、メガ ドライブ II (MD2) コンソールとそのアメリカ版 Genesis-XNUMX の新しく安価な改良版をリリースしました。 MD2 と MD の主な違い: - ヘッドフォンジャックとボリュームコントロールはありません。 - ステレオ サウンド信号が「A/V OUT」コネクタに出力されます。 -内部RF変調器は外部変調器に置き換えられます。 - ジョイスティックに「X」、「Y」、「Z」、「MODE」ボタンを追加。 - 「コールド」スタートと「ウォーム」スタートの手順は、プログラムで分離されています。 - カートリッジとセットトップボックスの地域準拠を確認することができます。 MD2シリーズのモデルのブランド名は「MK-1631-xx」ですが、他にも「MK-1632-xx」、「NAA2502」、「KW-501」などもあります。 図では、 図2に欧州版MD2の外観を210×210×50mmの統一角形ケースに納めた外観を示します。
1992年から1994年にかけて。 SEGA の 16 ビット IVP は世界中で名声の頂点に達していました。 少し後、売上高の掌握はIVPの「スーパーファミコン」に移り、32ビットの「ソニープレイステーション」の時代がやって来ました。 1996 年以来、SEGA IVP の「ハビタット ゾーン」の中心はブラジルと中国に移り、その後 CIS 諸国に移りました。 1997 年末に、MD2 を復活させる試みが行われました。 Majesco (米国) は、「Genesis-Z」と呼ばれる IVP の超軽量バージョンをライセンスの下でリリースしました。 IVP と MegaCD の接続を排除するシステム コネクタがなく、Z80 プロセッサに割り当てられた一部の機能が簡素化されています。 新しいモデルの外観は、ホッケーのパックと CD プレーヤーを組み合わせたようなものです。 「Genesis」および「Genesis-2」と比較した利点は、比較的安価であること (30 ～ 50 米ドル) と、日本のブランドのゲーム カートリッジを使用できることです。 SEGA は 16 年に 1998 ビット IVP のサポートを正式に終了しました。わずか 10 年間で約 30 万台のコンソールが販売され、XNUMX を超えるゲーム プログラムと XNUMX 種類のカートリッジがそれらのために作成されました。 いくつかのオリジナルの変更が知られています。 その中には、2 インチ LCD を内蔵したポータブル MD2 である「Sega Nomad」、カラオケと MIDI 音楽ファイルの再生に焦点を当てた MD386 と MegaCD の共生である「Wondermega」、IBM のハイブリッドである「MegaPC」などがあります。主にゲームプログラムの開発を目的とした PC-2 コンピュータと MDXNUMX。 MD2品種 CIS 諸国で一般的な IVP の大部分は、MD2 のアジア版とヨーロッパ版です。 これらは独自の VLSI SEGA2-xxxx 上に構築されているのではなく、さまざまなメーカーからのコピー上に構築されているため、MD315 互換と呼ぶ必要があります。 場合によっては、ライセンスを取得した MD および MD2 を見つけることができます (どちらのバージョンも 1995 年まで製造されていました)。 「Genesis-Z」を含む米国のIVP「Genesis」はCIS諸国では普及していない。 MD2 は従来、製造年に応じて 1993 年から 1996 年までの 1997 つの世代に分けられます。 - まず、1998 年と 1999 年。 - 2 番目、68000 年以降 - 80 番目。 両者の主な違いは、集積度および VLSI の数です。 たとえば、第 97 世代 MD98 以降、MC1997 および Z1998 プロセッサ コアは単一の VLSI「マルチプロセッサ」にパッケージ化されています。 修理業者の間では「XNUMXxx」または「XNUMXxx」として知られていますが、実際にはこれはマイクロ回路の製造日です。最初の XNUMX 桁は年 (XNUMX 年または XNUMX 年) で、その後にその週のシリアル番号が続きます。年。 ケースの底面にある刻印から、そのゲーム機がどの世代のものであるかを必ずしも確認できるわけではありません。 MD2 ケースは統一されており交換可能であるため、たとえば、NAA2502 というケースに第 XNUMX 世代の IVP ボードが入っていても驚かないでしょう。 修理対象の MD または MD2 のタイプと世代を正確に判断する最も簡単な方法は、ボードに取り付けられているマイクロ回路の位置指定とタイプによって判断することです。 表 1 には、最も一般的なオプションに関する情報が含まれていますが、他のオプションも含まれています。 以下に、MD および MD2 で使用されるさまざまな機能目的のマイクロ回路を示します。 チップメーカーの名前は括弧内に示されています。
中央プロセッサ: MC68000P、MC68000L、MC68Н000Р (モトローラ); SCN68000 (Signetics) - DIP-64 パッケージ。 HD68HC000CP (日立); MC68000FN (モトローラ) - QFP-68 パッケージ。 追加プロセッサ: Z84000 (GoldStar); Z80A (ザイログ); Z80CPU (モステック); Z80ACPU (STマイクロエレクトロニクス); LH0080 (シャープ); TMPZ84C00 (東芝); mPD780C (NEC); KP1858BM1 (ロシア) - DIP-40 ハウジング内。 Z84C0008 (ザイログ); 84C00AU-6 - QFP-44 パッケージ内。 ビデオエンコーダ: SХА1145М (Sony); MB3514 (富士通); KA2197D、KA2198BD (Samsung) - SOP-24 ハウジング内。 CXA1145P (Sony) - DIP-24 パッケージ。 MC13077P (モトローラ) - DIP-20 パッケージ。 オーディオRAM: SRM2064、SRM2A256 (セイコーエプソン); MK48H64 (STマイクロエレクトロニクス); TC5564、TC5565（東芝）; MB8464 (富士通); HY6264 (ヒュンダイ); HM6264 (日立); CY6264 (サイプレス); MT5C6408 (マイクロン); M5M5178 (三菱); CXK5863、CXK5864 (ソニー); MPD4364、MPD43256 (NEC); TMM2064; HSRM2264; MCM6264 (モトローラ); UM6264 (UMC); AKM6264(旭化成); LC3664 (三洋電機) - SOP-28 パッケージ。 ビデオRAM: HM53461 (日立); mPD41 264 (NEC); M5M4C264 (三菱); MB81461 (富士通); MT42C4064 (ミクロン); V53C261 (モーゼル・ヴィテリッチ); TMS4461 (Texas Instruments) - DIP-28 パッケージ。 HM53462 (日立) - DIP-24 パッケージ。 MSM54C864 (OKI) - SOJ-40 パッケージ。 メインRAM: HM62256、HM66203 (日立); mPD43256 (NEC); KM62256 (サムスン); SRM20256 (セイコーエプソン); CXK58257 (ソニー); ATT7C256 (AT&T); CY7C199 (サイプレス); IMS1630LH (STマイクロエレクトロニクス); UM62256 (UMC); HY62256 (ヒュンダイ); MB84256 (富士通); M5M5256 (三菱); MS62256(モーゼル); MCM51L832 (モトローラ); GM76C256 (ゴールドスター); Idt71256 (IDT) - SOP-28 ハウジング内。 LH52258D (シャープ); 61256PT - DIP-28 パッケージ、TC511632FL (東芝) - SOJ-40 パッケージ。 オーディオチャンネル: NA17902P (日立); MPC324C、MPC3403C (NEC); SM8652; ICPA324; KA324 (サムスン); KIA324P (KEC); LM324、MC3403P (モトローラ); CA324G (RCA) - DIP-14 パッケージ。 KA324D (サムスン); LM324D (テキサス・インスツルメンツ); LM324M (National Semiconductor) - SOP-14 パッケージ。 UMZCH ステレオ電話: SХА1034Р、CXA1634P (Sony) - DIP-16 ハウジング内。 LM358 (テキサス・インスツルメンツ、オン・セミコンダクター、フィリップス、ナショナル・セミコンダクター、STマイクロエレクトロニクス); GL358 (ヒュンダイ); ICPA358; KA358 (Samsung) - DIP-8 ハウジング内。 +5 V スタビライザー: L7805 (STMicroelectronics); LM7805 (フェアチャイルド); NY7805C; OTI7805; KA7805 (サムスン); KIA7805 (KEC); ML7805; AN7805 (パナソニック); UB7805; uA7805 (ナショナル セミコンダクター); HSMC7805; GL7805 (ヒュンダイ); UTC7805 (ユニゾンテクノロジーズ); UC7805 (テキサス・インスツルメンツ)。 異なる会社が製造した、同じパッケージ内の同じ目的の超小型回路は、通常、互換性があります。 新しい IVP モデルの登場により、リストは拡大しています。 第一世代の MD2 セットトップ ボックスについては、[2] で説明されています。 第 2 世代 MD3 の図と詳細な修理手順は [4, XNUMX] に記載されています。 第 2 世代の MD3 回路を図に示します。 XNUMX. 本書はセガの公式文書ではなく、筆者が入手したゲーム機の構造を解析した結果です。 同じ図は、セットトップ ボックスの主要コンポーネントの位置を概略的に示し、そのコネクタの外観を示しています。
日常生活では、このようなビデオ セットトップ ボックスは、すべての主要な機能が 5 つの VLSI U32 によって実行されるため、シングルチップと呼ばれることもあります。 16Kx7 ビットのメイン RAM (チップ U8、U64) および 8Kx9 ビットのビデオ RAM (チップ U10、U2.2) とのみ対話します。 サウンドチャンネルはオペアンプU2.4～UXNUMXで作られています。 前世代の IVP と同様に、信号 SOUND 1 と SOUND2 は音楽シンセサイザーの左チャンネルと右チャンネルの出力であり、機能的にはヤマハの YM2612 マイクロ回路と同様ですが、同じ VLSI U5 内にあります。 SOUND3 信号は、PSG (プログラミング サウンド ジェネレーター) チャンネルの出力です。 76489パートのサウンドは「Dendy」を彷彿とさせます。 PSG のプロトタイプは、Texas Instruments の SN2 チップでした。 S4「カートリッジ」コネクタに接続された SOUND5、SOUNDXNUMX 回路は、サウンド チャネルの技術入力です。 これらは、IVP を開かずにそれをチェックするのに役立ちます。 オペアンプ U2.2 および U2.3 は、回路 R13С6 および R14С7 を介して負帰還によってカバーされます。 これらのステージの帯域幅の上限は 7,2 kHz です。 帯域を拡大するには、コンデンサ C200 と C6 の値を 7 pF に下げることをお勧めします。 S-RIGHT 信号と S-LEFT 信号は、外部 UMZCH に供給されることを目的としています。 残念ながら、多くの MD バージョンでは CN2 の「A/V OUT」コネクタに出力されないため、ゲームの立体音響を聞くことができません。 オペアンプ U2.4 は、左右のステレオ チャネルの信号を加算してモノラル AUDIO 信号を生成し、CN2 コネクタを介して RF 変調器またはモノラル UMZCH の入力に供給されます。 IVP の動作は、VLSI U5 にあるジェネレーターによって同期されます。 その周波数 (17,734475 MHz) は水晶振動子 X1 によって設定されます。 この値はランダムではなく、PAL システムの色信号副搬送波の 7,6 次高調波です。 プロセッサ コアのクロック周波数 (3 MHz) は、ジェネレータ周波数の 7/XNUMX です。 X2 共振器は、色副搬送波周波数 3,58 MHz の NTSC テレビ信号を生成する米国と日本の IVP モデルにのみ搭載されています。 この場合のプロセッサのクロック周波数は 7,67 MHz です。 共振器 X1 および X2 とテレビ規格は、ジャンパ J5.1、J5.2、およびジャンパ J4 のグループを使用して切り替えられます。 後者の目的は次のとおりです。
オペアンプ U2.1 のシュミット トリガは、+5 V 回路の電圧を制御します。何らかの理由で電圧が低下すると、コンデンサ CE2 はダイオード D2 を介して急速に放電され、電圧が回復した後、抵抗 R11 を介してゆっくりと充電されます。 。 出力 U2.1 で生成される持続時間 0,2 ～ 0,3 秒の負のリセット パルスは、マイクロ回路 U158 のピン 5 に送信されます。 これにより、停電時のマイクロプロセッサ システムのフリーズが防止されます。 WDOG 回路 (S2「カートリッジ」コネクタのピン B2) を共通ワイヤ (GND) に閉じると、IVP を再起動できます。 テーブル内図 2 は、コネクタ S2 に接続されるすべての回路のリストと目的を示しています。
IVP の電源電圧は、Q1 L7805CV マイクロ回路 (STMicroelectronics) によって安定化されます。 ダイオード D1 は、間違った極性の偶発的な供給電圧から保護します。 構造的には、セットトップ ボックスは、リボン ケーブルで相互に接続された 2 つのプリント基板で構成されています。 「Genesis-Z」と同様、このモデルには側面の「システム」コネクタがありません。 第 60 世代と第 XNUMX 世代の MDXNUMX には XNUMX ピンのシステム コネクタがありますが、IVP を MegaCD モジュールに接続するために必要なすべての回路が接続されていないことがよくあることに注意してください。 修理機能 全世代の MD70 の誤動作の約 2% は、+5 V 電圧安定化マイクロ回路の故障と、ネットワーク アダプタ コード、電源トランスの巻線、ジョイスティック ケーブル、ボード間接続における断線が原因です。 これらの欠陥は、抵抗計でワイヤを「テスト」し、電圧計で電圧を測定することで簡単に見つかります。 特に、統合スタビライザ Q1 (図 1 を参照) のピン 3 の電圧は少なくとも 8 V、ピン 3 の電圧は 5±0,15 V である必要があります。 MD および MD2 の欠陥を検索する場合、カートリッジ ソケット、メイン RAM、ビデオ RAM に関連する MFD テーブルを使用できます [3]。 多くの場合、超小型回路の保守性の基準はケースの温度です。 IVP をオンにしてから 5 分後に、いずれかのマイクロ回路に手で触れられなくなった場合 (非常に熱い)、おそらくマイクロ回路を交換する必要があります。 +XNUMX V 電圧安定器は例外です。 すでに述べたように、第 2 世代 MD5 では、主な機能は VLSI U5 によって実行されます。 ただし、部分的に障害が発生した場合でも、IVP の動作の復元を試みることはできます。 たとえば、[XNUMX] には、VLSI 内にある OE および CS シグナル コンディショナーを従来のロジック チップ上の非常に単純なカスケードに置き換えるスキームが記載されています。 図では、 図４は、リセット信号によって切り替えられるカートリッジ内のゲームを選択できるユニットの図を示している。
図のスキーム。 図 5 は、オペアンプ U2.1 の供給電圧制御ユニットに障害が発生した場合に、IVP の動作を一時的に復元する方法を示しています (図 3 を参照)。
プリント回路導体を切断することで破壊する必要があるIVPプロセッサーボードの回路を図に示します。 4と5には×印が付いています。 ビデオ セットトップ ボックスの一般的な故障は、プリント基板の接触パッドへの VLSI ピンの半田付け不良です。 このような欠陥を探すには、虫眼鏡と細い針が必要で、強い圧力をかけずに慎重にすべての VLSI ピンの上を針を通過させます。 半田付けが不十分なピンはぐらつきとなって現れます。 機能を回復するには、はんだごての先端 (余分なはんだを取り除いたもの) を使用してリード線を接触パッドに押し付け、1 ～ 2 秒間温めます。 文学
著者: S.Ryumik、チェルニーヒウ、ウクライナ
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