Что внутри SEGA MEGA KEY?. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телевидение

 Комментарии к статье

Читателям нередко приходится сталкиваться с тем, что к заинтересовавшей их (или требующей ремонта) аппаратуре, особенно зарубежного производства, не прилагается никаких технических описаний, принципиальных и даже структурных схем. Это создает почти непреодолимые трудности при ремонте, а тем более повторении и совершенствовании таких устройств. Тем не менее выход найти можно. Как это сделать, рассказано в предлагаемой статье на примере расширителя "Mega Key-2" для популярных 16-битных игровых видеоприставок "Sega Mega Drive" и "Sega Mega Drive-2". Автору удалось не только разобраться в принципах его работы, но и изготовить аналогичное устройство из доступных деталей.

Любители поиграть на 16-битных видеоприставках "Sega" знают, что некоторые картриджи работают только будучи подключенными через специальное устройство - расширитель. К ним относятся, например, лицензионные сериалы "Super Sonic", "Earth Worm Jim" и др. Все дело в том, что и сами приставки "Sega", и картриджи для них в зависимости от телевизионных стандартов, принятых в разных странах, выпускаются в нескольких модификациях. Расширители "Mega Key" обеспечивают их совместимость.

Тот, кто думает, что "Mega Key" означает "очень большой ключ", скорее всего, ошибается. Более правдоподобен перевод "ключ для "Mega". Внешне расширитель очень похож на обычный игровой картридж, но имеет два малогабаритных движковых переключателя и два 64-контактных разъема: вилку (ее вставляют в гнездо "CARTRIDGE" приставки) и розетку для картриджа.

Переключателями можно выбрать один из нескольких телевизионных стандартов, отличающихся числом строк разложения изображения, значениями частоты кадровой развертки, способами кодирования цветовой информации. Обычно на корпусе расширителя или в инструкции к нему имеется таблица, подобная табл. 1, в которой перечислены страны или телевизионные стандарты и указаны соответствующие положения переключателей. Например, графа "USA & BRAZIL" относится к стандарту, принятому в США и Бразилии (525 строк, 60 Гц). "JAPAN" соответствует распространенным у нас азиатским моделям "Sega" (625 строк, 50 Гц). Иногда встречаются картриджи, которые работают при установке переключателей в положение "PAL & FRENCH SECAM".

Таблица 1

В настоящее время наиболее популярен расширитель"Mega Key-2", работающий как с приставкой "Sega Mega Drive", так и с ее усовершенствованным вариантом "Sega Mega Drive-2". Разобраться в его устройстве непросто, так как большая часть узлов находится внутри специализированной бескорпусной микросхемы. Фирмы-изготовители по понятным причинам не торопятся раскрывать секреты. Приходится считать расширитель "черным ящиком".

Напомним, что в кибернетике так называется система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные сигналы, а внутреннее устройство по тем или иным причинам неизвестно [1]. Попытаемся понять структуру и принцип действия расширителя, используя физический, логический и временной уровни анализа. Описываемая ниже методика может пригодиться при исследовании самых разнообразных электронных устройств.

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

Прежде всего, необходимо было проанализировать топологию (рисунок) печатной платы расширителя, составить его принципиальную схему, измерить напряжения, токи в различных цепях. Оказалось, что каждый из 64 контактов вилки расширителя соединен непосредственно с соответствующим контактом его розетки. Вставленный сюда картридж оказывается связанным с приставкой точно так же, как и без расширителя. Параллельно 29 из 64 контактов подключен логический блок. Его принципиальная схема, составленная в результате изучения печатной платы, показана на рис. 1. Названия входных (A0-A22, WE2) и выходных (D0, D6, D7) сигналов, а также цепей питания (+5 V, GND) соответствуют принятым в приставках "Sega" [2].

Основой служит 28-выводная бескорпусная микросхема DD1, залитая компаундом. Нумерация ее выводов на схеме условна. Низкий уровень на выходе Q1 разрешает работу шинного формирователя DD2. При этом состояние выходов, соединенных с разрядами D6 и D7 шины данных главного процессора видеоприставки, зависит от положения переключателей SA1 и SA2. Высоким уровнем на выходе Q2 микросхемы DD1 открывается транзистор VT1, коллектор которого соединен с разрядом D0 шины данных. При необходимости микросхему DD2 можно заменить на К555АП5, а транзистор VT1 - КТ3102Б.

Ток, потребляемый расширителем по цепи +5 V в состоянии покоя, равен 25...35 мА. Из них на долю DD1 приходится не более 0,3 мА. Это говорит о том, что она, скорее всего, изготовлена по технологии КМОП.

ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

Следующий этап - разобравшись в логике работы расширителя, создать модель внутренней структуры бескорпусной микросхемы DD1.

Осциллограммы сигналов, наблюдаемых во время работы с реальными игровыми картриджами, показывают, что на выходе Q1 микросхемы DD1 в момент включения питания и при нажатии на кнопку "RESET" обычно появляются одиночные импульсы отрицательной полярности. На выходе Q2 во время игры видны непериодические последовательности импульсов положительной полярности и большой скважности.

Можно предположить, что DD1 - дешифратор с двумя выходами, сигнал на каждом из которых свидетельствует об обращении процессора к некоторым ячейкам памяти. Но чтобы определить адреса этих ячеек, необходимо перебрать все возможные сочетания входных (адресных) сигналов, анализируя при этом состояния выходов.

На 24 входах дешифратора возможны 224=16777216 комбинаций сигналов. Ясно, что перебрать их вручную за приемлемое время невозможно - эту операцию необходимо автоматизировать. Время анализа каждой комбинации должно быть не слишком малым (можно пропустить ответную реакцию), но и не слишком большим (придется долго ждать результата). На рис. 2 показана схема довольно простого устройства, позволившего провести весь цикл измерений за минуту. Оно может пригодиться и для исследования других многовходовых цифровых узлов.

(нажмите для увеличения)

Задающий генератор (DD1) работает на частоте примерно 500 кГц. Через логические элементы микросхемы DD2 с ним соединен 24-разрядный двоичный счетчик (DD3-DD8), выходы которого необходимо подключить к соответствующим входам расширителя. При появлении сигналов низкого уровня на выходах D0 или D6 последнего элемент DD2.1 блокирует счет. Одновременно загорается один из светодиодов (HL1 или HL2), показывая, в какой именно цепи зафиксирован отклик.

В этом состоянии следует измерить логические уровни в цепях А0-А22. Этот код и будет адресом ячейки пространства памяти или ввода/вывода процессора, при обращении к которой "срабатывает" дешифратор. Низкий в этот момент уровень сигнала WE2 говорит о том, что данные, вероятно, записываются, высокий - что они считываются. После нажатия на кнопку SB1 поиск продолжается. Триггер из элементов DD2.2 и DD2.3 устраняет "дребезг" контактов кнопки.

Проведенные эксперименты показали, что расширитель реагирует на входные сигналы в двух случаях: при чтении или записи данных по адресу 508000H и при чтении их по адресу 600002H. В первом он изменяет в соответствии с положением выключателей SA1 и SA2 состояние разрядов D6 и D7 "настоящей" ячейки, находящейся в одной из микросхем видеоприставки или картриджа. Во втором - переводит в состояние логического 0 разряд D0. Нужно сказать, что делается это "незаконным" образом: сигналы сравнительно маломощных буферов шины данных приставки подавляются мощными сигналами расширителя, в котором по четыре элемента шинного формирователя соединены параллельно.

Очевидно, от кода по адресу 508000H зависит выбор игровой программой драйвера того или иного телевизионного стандарта. Если положение переключателей расширителя не соответствует требуемому, программа останавливается, выведя на экран надпись, подобную "Developed for use with NTSC Mega Drive systems only" ("Разработано для использования только в системах "Mega Drive" стандарта NTSC").

Эквивалентная схема бескорпусной микросхемы DD1, полученная в результате анализа расширителя на логическом уровне, показана на рис. 3. Она состоит из двух многовходовых элементов: DD1.1 ("И-НЕ", адрес 508000H) и DD1.2 ("И", адрес 600002H).

ВРЕМЕННОЙ УРОВЕНЬ

Осталось определить допустимую величину задержки сигналов в расширителе, искусственно увеличивая ее до появления сбоев. Это можно сделать, например, включив несколько последовательно соединенных инверторов в разрыв провода, соединяющего выход Q1 дешифратора DD1 (рис. 1) со входом E2 шинного формирователя DD2. Чтобы сохранить полярность сигнала, число инверторов должно быть четным.

Эксперимент показал, что расширитель устойчиво работает даже с 12 элементами микросхемы К561ЛН2, включенными последовательно, что соответствует задержке сигнала на 0,5...0,7 мкс. Можно считать его некритичным к быстродействию применяемых активных элементов.

САМОДЕЛЬНЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ

Итак, разобравшись в устройстве и принципе действия "Mega Key-2", можно разработать его аналог на микросхемах широкого применения. Одна из возможных схем самодельного расширителя показана на рис. 4. Функции дешифратора "фирменного" расширителя в нем выполняет логический узел на микросхемах DD1-DD5. Он же при необходимости может быть использован для замены отказавшей бескорпусной микросхемы. В этом случае к выводу 8 DD5 следует подключить входы 10 и 11 свободного элемента микросхемы DD4, а сигнал Q1 снять с его выхода 8.

Подключение к линии D0 четырех соединенных параллельно элементов одной из половин шинного формирователя DD6 позволяет "сэкономить" транзистор. Для линий D6 и D7 оказалось достаточным соединить по два элемента другой половины.

Выключателями SA1 и SA2 по-прежнему задают телевизионный стандарт. Но в описываемом устройстве они подключены иначе, чем в "фирменном", и состоянию "ON" (табл. 1) теперь соответствует разомкнутый, а "OFF" - замкнутый выключатель. При замыкании контактов выключателя SA3 выходы шинного формирователя переходят в высокоимпедансное состояние и расширитель не влияет на работу видеоприставки.

Все детали устройства смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размерами 75x55 мм (рис. 5). Она рассчитана на установку резисторов МЛТ-0,125, конденсатора КМ-5б, малогабаритных движковых переключателей ПД9-2 или ПД53-1.

Для замены микросхем DD1-DD6 пригодны их функциональные аналоги из серий К155, К555, КР1531, КР1533 и других структуры ТТЛ. В качестве DD6 можно применить микросхемы не только АП5, но и АП3 различных серий. Так как последние инвертируют передаваемые сигналы, их выводы 11, 13, 15 и 17 необходимо соединить не с общим проводом, а с положительным полюсом источника питания. Замкнутые контакты выключателей SA1 и SA2 после такой замены будут соответствовать состоянию "ON", а разомкнутые - "OFF".

Так как расширитель подключается параллельно цепям приставки, а в выключенном состоянии не влияет на ее работу, сложного переходного устройства, наподобие "Mega Key-2", делать не нужно. Печатную плату рекомендуется разместить внутри видеоприставки (например, вблизи розетки "SYSTEM"),закрепив ее таким образом, чтобы через открытую боковую крышку можно было управлять выключателями SA1-SA3. Контактные площадки входных и выходных цепей расширителя необходимо соединить согласно табл. 2 с контактами любого из разъемов "SYSTEM" или "CARTRIDGE" либо непосредственно с выводами микропроцессора MC68000.

Таблица 2

Перед первым включением тщательно осмотрите монтаж, убедитесь в отсутствии замыканий и обрывов. Никакой настройки не требуется, достаточно выбрать положение выключателей SA1, SA2 так, чтобы заработал картридж, отказывавшийся делать это без расширителя. Напомним, что для азиатских моделей "Sega" оба они, как правило, должны быть установлены в положение "OFF". На работу "стандартных" картриджей встроенный расширитель не оказывает никакого воздействия.

Литература

1. Словарь по кибернетике / Под ред. В. С. Михалевича. - К.: Гл. ред. УСЭ им. М. П. Бажана, 1989. - 751 с.
2. Рюмик С. Особенности схемотехники 16-битных видеоприставок. - Радио, 1998.

Автор: С.Рюмик, г.Чернигов, Украина

Смотрите другие статьи раздела Телевидение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива AMD прекращает выпуск процессоров Athlon 500 мГц 26.02.2000 AMD прекратила выпуск младшего процессора седьмого поколения Athlon на 500 МГц и 6 января 2000 г. официально объявила о выходе следующего процессора этой линейки - Athlon 800.

Другие интересные новости:

▪ Ультрабук Toshiba dynabook V632 работает 13 часов автономно

▪ В США раздадут земли под установку солнечных панелей

▪ Мобильный телефон высшего класса V80 от Motorola

▪ Наземный конкурент GPS

▪ Сверхпрочное стекло тверже алмаза

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Передача данных. Подборка статей

▪ статья Особенности автономного выживания в различных климатогеографических условиях. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Когда появилась ванна? Подробный ответ

▪ статья Схватывающий узел с карабином. Советы туристу

▪ статья Цифровая шкала с коррекцией показаний. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стряхивающиеся чернила. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026