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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Удачное время для полета на Марс 30.11.2013 Бизнесмен и первый космический турист Деннис Энтони Тито предлагает НАСА миссию по пилотируемому полету к Марсу. Миссию можно осуществить уже через 4 года, и она не потребует разработки дорогостоящих уникальных новых технологий. Деннис Тито известен тем, что стал первым космическим туристом, полетев в 2001 году на МКС за плату в $20 млн. Это весьма состоятельный человек, возглавляющий инвестиционную компанию Wilshire Associates. Кроме того, в начале 2013 года Деннис Тито основал фонд Inspiration Mars, целью которого является облет Марса пилотируемым кораблем. Заметим, что высадка астронавтов на Луну также началась с облета спутника нашей планеты. Деннис Тито хочет использовать противостояние Земли и Марса, которое происходит каждые 15-17 лет. В это время путешествие к Марсу менее сложное, поскольку взаимодействие гравитации Марса, Солнца и Земли экономи топливо. Inspiration Mars предлагает осуществить путешествие к Марсу и обратно к Земле длиной 1,3 млрд. км и продолжительностью 501 день. При этом космический корабль должен отправиться к красной планете не позднее, чем в начале 2018 года. Это кажется невозможным: подготовить столь сложную миссию за оставшееся время. Однако на самом деле есть возможность сделать этот проект реальным, для этого предлагается использовать новую модель сотрудничества бизнеса и правительства при подготовке к космическому полету. Данная модель - и есть ноу-хау Дэнниса Тито. Это не традиционные контракты или субсидии на разработку космического транспортного средства, как это теперь практикуется НАСА. Тем не менее, достижения в этой области также будут использованы. Идея состоит в том, что инвестиции частных компаний органично вольются в правительственные программы испытаний космической техники, дополнят их и сделают более масштабными. Так, для полета на Марс предлагается использовать испытательные пуски новой тяжелой ракеты-носителя SLS, которую разрабатывают в НАСА. Поскольку НАСА все равно собирается запускать ракету SLS, грубо говоря с "болванкой" в качестве полезной нагрузки, то можно было бы использовать этот запуск для более масштабной цели - запуска корабля к Марсу. Разумеется, при первом пуске экипажа на опытном образце SLS не будет: на орбиту лишь выведут корабль, предназначенный для обитания будущего экипажа - что-то вроде небольшого модуля МКС с пристыкованными топливными баками и двигателем. Тяжелая ракета SLS может вывести в космос конструкцию массой более 100 т, так что этого вполне достаточно для полноценного аппарата, способного обеспечить облет Марса экипажем в 2-3 человека. Этот аппарат представляет собой герметичные обитаемый и сервисный модули, к которым пристыкованы спускаемый аппарат (для спуска на Землю), баки с топливом и двигатель. После того, как экспериментальная ракета SLS доставит на орбиту марсианский корабль, к нему на сертифицированной для пилотируемых полетов и потенциально более безопасной ракете отправятся люди. В качестве транспорта до марсианского корабля, "припаркованного" на околоземной орбите, можно использовать частные корабли Cygnus, Dragon или "дальний" космический корабль Orion. После стыковки корабль станет частью марсианского транспорта, а в будущих миссиях транспорт "Земля-околоземная орбита" может использоваться для посадки на Красную планету. Посадка на Землю будет осуществляться с помощью второго корабля, который изначально входит в состав марсианского корабля и размещается между обитаемым отсеком и баком. Преимущества подобной схемы очевидны: модульный марсианский корабль можно собирать на орбите, дополняя его 1-2 кораблями типа Orion, предназначенными для полетов к другим планетам. Для более длительных полетов можно вывести на орбиту дополнительный обитаемый/служебный модуль, а затем состыковать его с марсианским кораблем. Технология стыковки на орбите хорошо отработана, так что с ней проблем не предвидится. Кроме того, беспилотный запуск безопасен, а в случае каких-либо неполадок на околоземной орбите, космонавты всегда могут вернуться в корабле, который доставил их к марсианскому транспорту.

Другие интересные новости:

▪ Очистка рек пузырьками и волосами

▪ 64-слойная флэш-память V-NAND и SSD

▪ Биометрический датчик изображения на пластиковой основе

▪ Открыт принципиально новый способ охлаждения

▪ Волнистые транзисторы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Заблудшая овца. Крылатое выражение

▪ статья Чем занимается кровь в организме? Подробный ответ

▪ статья Электрослесарь АЗС. Должностная инструкция

▪ статья Задержанная развертка в осциллографе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фильтр Subsonic на полевом и биполярном транзисторе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026