4月3

PCG6500の回路を調べる Userport

カテゴリ:: PET2001

　PCG6500の回路を調べる　ROM/RAM の続き。

　PCG6500のデータ書き込みはUserport経由のVIA PA7-PA0で行う。CGROM/PCG切り替えはCA2、サウンドはCB2なのでPCG6500の制御は結局VIAですべてやっていることになる。

https://en.wikipedia.org/wiki/MOS_Technology_6522

W65C22のデータシートのほうがみやすいですかね。

https://www.westerndesigncenter.com/wdc/w65c22-chip.php

　PCG6500のデータ書き込みについてはマニュアルと日本語による解説があった。

http://mikenaberezny.com/wp-content/uploads/2015/02/hal-pcg6500-manual.pdf

http://www43.tok2.com/home/cmpslv/Pet2001/EnrP2001.htm

　PET2001のVIA 6522のアドレスは$E840から16バイト。

　書き込みは$E843(DDRA)に$FFを書き込み、PA7-0を出力に設定し、以下の手順。$E84FはPA7-0のポートに対応。

$E84F <- 1100_D7D6D5D4

$E84F <- 0000_D7D6D5D4

$E84F <- 1000_D3D2D1D0

$E84F <- 0000_D3D2D1D0

$E84F <- 0100_A8A7A6A5

$E84F <- 0000_A8A7A6A5

$E84F <- 001_A4A3A2A1A0

$E84F <- 000_A4A3A2A1A0

D7~D0:ドットのデータ

A2~A0: キャラクタのライン位置

A8~A3: キャラクタの番号0~63 これがCGROMの64~127に対応する。

・PA7-PA6デコード

　UserportからのPA7,PA6はIC2:74LS42の入力A1,A0に接続されている。A2,A3は"L"。デコード出力はインバータを経由して3つの4bit D-FF 74LS75のenableに接続。IC4~IC6の入力はPA3~PA0にパラ接続。

*1がIC4でA6,A5,A6,A7、*2がIC5でD3~D0、*3がIC6でD7~D4を保持する。

・SRAMとの接続

　IC5,IC6の出力D7~D0はSRAMのD7~D0inに接続。これが書き込みデータ。

　LS157によるセレクタIC9,IC10,IC11の0側入力をSA8~SA0とすると、以下のように接続。

SA8,7,6,5 = IC4出力

SA4,3,2,1,0 = PA4,3,2,1,0

　ということでケーブルの断線は改造のためといった意図的なものではなさそうなので元通りにはんだ付けした。しかしこの接続、信号線だけでGNDがないのよね。

　PET2001のUserportに取り付けるときはこちら側を下にする。~~キーがあるので逆にはならないけど。~~

キーは潰れている事がある！！

　CB2については単なるLM386によるアンプなので省略。

つづく

タグ：: PET2001; PCG6500

2021年04月03日19:06
hardyboy
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4月3

PCG6500の回路を調べる ROM/RAM

カテゴリ:: PET2001

　PCG6500内部調査の続き。

　POKE59468,14でPCG ON、POKE59468,12でPCG OFF。これは文字のキャラクタセット128文字を小文字(日本モデルではカナ)に切り替えるための操作でC5:VIA 6522のCA2ポートに対応する。PCG6500ではこれを内蔵のRAMで定義した64文字と置き換える。

　CGROMはA10~A0の2Kバイトで、前半(A10="L")が通常のキャラクタ128文字、後半(A10="H")が小文字やカナのキャラクタ128文字に割り当てられている。

http://www.zimmers.net/anonftp/pub/cbm/schematics/computers/pet/2001N/index.html

・CGROM

　PCG6500は、PET2001本体のCGROM F10:6316を外して24ピンのフラットケーブルで信号と電源を取り出している。これがPCG6500の本体コネクタCN1。外したCGROMはICソケットIC7に装着する。

　フラットケーブルが接続されるCN1のうち、A10-A0,D7-D0 はIC7の対応するピンとパラに接続されている。PET2001Nの回路図をみるとCN1:CS1(20)=GND、CN1:CS2(18)=GND、CN1:CS3(21)=*INIT に接続。

　IC7:CS3(21)=Vcc、IC7:CS2(18)=GND。IC7:CS1(20)=IC8:LS00(8)で、"L"のときにIC7ソケットに挿したCGROMが有効。

・SRAM

　定義したデータを格納するIC12~IC15のSRAMは256バイトx4のD2101AL-4。4個で合計512バイト、64キャラクタ分。IC12,IC13はデータの上半分D7~D4、IC14,IC15はデータの下半分D3~D0担当で、それぞれのデータアウトがCGROMのD7~D0とパラに接続。アドレスはA7~A0だが、*CE1(19)でIC13,15とIC12,14のどちらか片方がenableになる。これがアドレスA8相当。データ出力はODで制御される。

https://www.datasheets360.com/pdf/-5063524143717614179

・アドレスセレクタ

　SRAMアドレスはPET2001Nからの参照用とデータ書き込み用の二種類のアドレスを3個のM53357P(74LS157) IC9,IC10,IC11で切り替えている。

セレクト信号は0でSRAM書き込み、1でSRAMをキャラクタジェネレータとして使う。

それぞれの出力、IC9はA4,A5,A7,A6、IC10はA0,A1,A3,A2、IC11はA8(*CE1)、ODに接続。

入力0側はPCG内の書き込み用アドレスラッチとユーザーサポートの値、入力1側はCN1からのアドレス8~A0。

つづく

タグ：: PET2001; PCG6500

2021年04月03日16:33
hardyboy
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3月31

CBM3016(PET2001N) CRT輝度調整のVR修理

カテゴリ:: PET2001; 修理

　PET2001のCRT背面には輝度調整のつまみが出ている。このCBM3016は電源を入れても画面に何も表示しないことがあり、このつまみをグリグリ動かすと表示したり消えたりする。

CRT背面の金属パネルを外すとこのようになっている。

　可変抵抗にガリがあると、つまみをいじるたびに輝度がビクンビクンと変化するはずだが、これは表示するか消えるかのどちらか。つまみの軸は割と長いので、壁にぶつけて摺動子の部分が曲がったのだろうか。作業のためCRTを本体から外す。ナット４個で固定されていて、ケーブルは電源トランスから直結している部分があるためCRT内基板の方のコネクタを外す。

　金属のツメ４つを起こして背面のカバーを外してみる。右側に見えるつまみの根本にあるのが摺動子で、これがカーボン抵抗に押し付けられている。

　これが本体側に塗布されたカーボン抵抗。鏡がハッピーセットのおまけですまん。

　先程の摺動子を清掃する。接触する箇所を紙やすりで磨き、ピンセットで接触がよくなるよう少し起こす。元通りカバーを付ける。

　元通りに組み立てる。今度はつまみを動かしても画面は消えない。OK。

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2004-09-10

タグ：: PET2001

2021年03月31日18:00
hardyboy
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3月28

CBM3016(PET2001N)の修理 - メインボード動いた

カテゴリ:: PET2001; 修理

前回の調査でわかった所に着手。

・VRAM交換

　VRAMはUF7/UF8の1K x4bit SRAM、2114。疑わしいのはUF7。

　ひっくり返して位置を確認。カプトンテープで囲む。低融点ハンダで溶けている間にSRAMを外す。

　問題のUF7、MM2114N。これを正常に動いているCBM3032のVRAMと入れ替えて確認。同じような画面の乱れ。これで故障確定。

　ハンダ吸い取り器で基板側のハンダを除去。ペットボトルのキャップを皿代わりにハンダ吸い取り器に溜まったハンダくずを捨てると作業効率がよい。

　18ピンのICソケットをはんだ付けし、手持ちの2114を2個挿入。

　画面表示問題なし。（筐体はまだテストのためCBM3032です)

・メモリ

CBM3016の設定は8Kbit DRAM使用の16KB。この前半だけを有効にしてテストするためIをカット、Lをショートで8KBに設定。

これは2バンクあるうちの片方づつテストするため。この設定でもPETTESTERでは"B"ad表示。

次にメモリ前半と後半のバンクを入れ替えてみる。*CASを駆動するLS10のダンピング抵抗R41とR42の所で*CAS0 / *CAS1を入れ替える。

このように抵抗の端の部分をカットしメッキ線で入れ替えてみたが同様だった。

さてここまでやってみて、両方のバンクにそれぞれ１つ以上の故障チップがありソケット化して入れ替えなければならないかと考えていたが念のためDRAMに供給されている電源を確認してみた。

8K/16K DRAMは+5Vの他に-5V、+12Vが必要で、+5VはほかのロジックICにも供給されているが-5Vと+12VはDRAMのみに供給されている。確認すると4.83V / -5.15V / 0V で12Vが観測できない。

+12VはシリーズレギュレータLM7812CKで作られている。その入力であるUNREG+16Vは測定すると18.73V。LM7812CKが動いていないように見える。

　そこで12V1AのスイッチングACアダプタを使用して12Vラインにはんだ付け。しかし動かない。測定するとやはり0V。ACアダプタ自体は事前に12Vが出ることを確認している。

　そこで思い至ったのがタンタルコンデンサ。タンタルコンデンサはショートモードといって故障時には短絡する。12Vラインにある10μFのC41,C43,C83を外してテスターで確認。C41,C83は約10μFの容量が観測できたがC43はショートしていた。

　C43は手持ちのものと交換。たしかPC-6001の修繕用にと買っておいたもの。12V-GND間の抵抗を測ると約6.7KΩ。

　今度は12.11Vが観測できた。OK。そういえばレギュレータが載った放熱板だが手前のLM7812CK近辺だけ触れないくらい熱くなっていたのが直っている。出力が短絡していたせいだ。

PETTESTERも"G"ood表示。BASICも8KBで起動した。先程メモリの確認のためいじった箇所を元に戻す。なにげにオリジナルの状態で動かすことができたのは初。Replacementboardが便利すぎて……

　オリジナルのCBM3016筐体に戻し、16KBでBASICの起動を確認。

あとはしばらく負荷をかけて通電してみればよさそう。

結局、故障していたのは2114が1つ、タンタルコンデンサが1つ、ということだった。

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2004-06-16

タグ：: PET2001

2021年03月28日22:28
hardyboy
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3月28

CBM3016(PET2001N) DRAM調査

カテゴリ:: PET2001

　PET2001Nは回路図にはDYNAMIC PETと書いてあってDRAMを使用してメモリ空間を32KB使用できる。

　CBM3016では8Kx1bitのDRAMを8個、これを2バンク分で16個。奥がUI2~UI9で*CAS0に、手前がUJ2~UJ9で*CAS1に接続されている。CBM3032ではこれが16Kx1bitのDRAMになる。

8K品と16K品のDRAMの混在はできない。

　DRAMにアドレスを与える部分。RAM TYPEに8K-1/8K-0とあるのは何か？

この部分はリフレッシュアドレスと通常アクセスのアドレスを二分割で与えているので表にしてみた。

　DRAMのA0の扱いが異なる。16Kx1 DRAMはバスアドレス13、8Kx1 DRAMは0または1。リフレッシュアドレスは同じだが、8Kx1品でも桁数が多い分には構わない。

　8Kx1 DRAMのデータシートを調べると、A0に"L"を与えるものと"H"を与えるものがサフィックスによって区別されている。CBM3016に搭載されているMK4115-41のサフィックスはスピードグレードのような特性表示ではなかった。

　ピンはコンパチだがMN5298についてはA0ではなくA5が"L"または"H"の設定。これではそのままMK4115-41と差し替えて使うことはできない。

　1992年のメモリIC規格表を見ると、8Kx1 DRAMはIntel,Motorola,NS,TIしか作っていない。これが次世代の16x1 DRAMになると多数のメーカーが製造している。

http://www.amiga-stuff.com/hardware/8kx1-dram.html

https://comp.os.cpm.narkive.com/KAgqMkZB/looking-for-obsolete-dram-chips

https://ia800903.us.archive.org/17/items/bitsavers_mostekdataryDataBookandDesignersGuideMar79_36199181/1979_Mostek_Memory_Data_Book_and_Designers_Guide_Mar79.pdf

https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/148601/NSC/MM5298.html

https://www.datasheetarchive.com/TMS4108-datasheet.html

タグ：: PET2001; DRAM

2021年03月28日00:57
hardyboy
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3月25

PCG6500内部調査

カテゴリ:: PET2001

　驚く無かれ、HAL研究所のPET2001用PCG6500ですよ。

　これは64~127に位置するキャラクタを任意の8x8ドットに置き換えて表示するものでゲームで重宝された。ポートCB2からの出力をアンプで増幅して内蔵スピーカーで音を出すことができる。

　表示キャラクタの入れ替えはPET2001本体のCGROMを外し、PCG6500からのフラットケーブルを本体に接続、外したCGROMはPCG6500内のソケットに装着する。

　ピン曲がりがあったので修正し、保護のため丸ピンICソケットを付けた。PCG6500の電源もここからもらっている。

　キャラクタの書き込み、サウンド出力はUserport経由で行う。これは一部が断線している。

Userportの接続：https://www.c64-wiki.com/wiki/PET_2001

C:PA0 - CN2-10

D:PA1 - CN2-9

E:PA2 - CN2-8

F:PA3 - CN2-7

H:PA4 - CN2-6

J:PA5 - CN2-5

K:PA6 - CN2-4

L:PA7 - CN2-3

M:CB2 - CN2-1

なんとGND接続がない。

　本体基板。引き出してあるビニール線は改造の跡。

　ICの型番が読みやすいよう反対から。

主要部品はD2101AL-4 x4(256x4 SRAM) → 512バイト64キャラクタ分、

M53357P(SN74157) x4

74LS75 x3 12bit分のD-FF

LS42 書き込み時のコマンドPA7:5デコード

LS123 書き込みパルス生成

LS04,LS00

サウンド部分はLM386によるアンプ

　PCG6500のマニュアルより。書き込みのためのソースコードあり。

http://mikenaberezny.com/wp-content/uploads/2015/02/hal-pcg6500-manual.pdf

　おそらくDATA5-8はADR5-8の誤記。このタイミングでPCG6500内蔵のRAMにデータを書き込む。

PA7:5=110 / PA3:0 データ上位4bit

PA7:5 =100 / PA3:0 データ下位4bit

PA7:5 = 010 / PA3:0 アドレス8:5

PA7:5 = 001 / PA4:0 アドレス4:0

　さてこのPCG6500は改造の跡があった。IC8:LS00のpin13(入力)とIC7(PET本体からのCGROM)のpin3(A5)間がカットされ、IC8:LS00 pin13入力は3PトグルスイッチでA5/GNDが切り替えられるようになっていた。

　さらにUserport PA7,PA6からLS123にいく線もカットされている。これはデータを書き込むコマンドのはず。

　裏面をみるとかなり改造されていた。

　拡大。

　ユーザーによる改造だろうか？当時の雑誌記事？どのような意図で改造されているのかよくわからないのでいったんここまで。

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ハル研究所

タグ：: PET2001; PCG6500

2021年03月25日23:03
hardyboy
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3月25

CBM3016(PET2001N)の修理 - メインボードの故障箇所

カテゴリ:: PET2001; 修理

前回のつづき。

電源を投入すると、CRTが温まっていれば一瞬ランダムパターンが表示されて消える。

CRT自体も輝度調整のVRが接触不良だがちょっと後回しで、動いているPET2001Nの筐体にメインボードを接続して調査。

調査結果：

(1) CPU単体は正常

(2) VRAMは片側が故障

(3) ROMは正常

(4) RAMは故障

　ROM/RAM replacement boardを使ってメインボード上のROM/RAMをバイパスし動作確認。

　BASICは起動するがVRAMが化けている。文字を入力すると離れた所に化けた文字が出てくる。毎回同じ表示なのでなんらかの法則性がある。

　文字入力で64キャラクタ離れた所に化けた文字が表示される。画面の位置によっては64文字先だったり64文字前だったり。これはVRAMのアドレスSA6がおかしそう。

　文字化けのパターンをさぐる。0~9で0、AAAと入力すれば@@@、P入力でP。PETSCIIコードで確認すると上位4bitが化けている。下位bitが書き換えられていないか確認する。64文字先をX(0101_1000)で埋めた後、A(0100_0001)を書き込むとH(0100_1000)が表示される。これで上位4bitだけ書き換わっていることがわかった。

　この UF7 2114 が故障している可能性がある。UF8 2114にも同じアドレスが与えられ同じタイミングで書き込まれているがUF7のみSA6を0/1両方の状態で受け取って複数の箇所に書き込まれている。

　ただ直付けされているので外してソケット化しなければならない。私のPET2001N(CBM3032)はソケットだった。

　さてROM/RAM replacement boardでメインボード上のROMやRAMを有効にしながら動作確認。まずROMはOKだった。

　RAMは有効にするとBASICは起動しない。前半16KBをROM/RAM replacement boardに、後半16KBをメインボード(メインボード上は空)にするとRAM 16KBで起動する。

　メインボード上のRAMを有効にしてPETTESTERを動作させると"B"表示、異常がある。

　このCBM3016は8Kx1bitのDRAM(MK4115P-4)が16個で直付け。CBM3032は16Kx1bit DRAM(4116)が16個。

　もし下位8KバイトのみにしたければジャンパーのIをカットしLを接続すればよいが、下位8Kバイトに対応する8個のDRAMが生きていることが前提。

　ソケット化して入れ替えてもMK4115P-4が入手困難なので元通りにするのは難しいので、入手しやすい16Kx1 DRAMに交換すれば同等になる。ジャンパーは変更が必要。

CBM3032 8KRAMx16　xxCxxF HIJxxxxPxS　/ BA15 32K

CBM3016 16KRAMx16　AxxxEx xIJxxMxPxS　/ BA15,BA14 16K

A,C,B RAMTYPE 8K-1 16K-1 8K-0

E,F ROW SELECT 8K/16K

H,I,J,L,M RAMデコード

N,P I/Oセレクト BAS14/*SEL8

R,S I/Oセレクト *SEL8 *SELE

メモ：4116、I2~I9(奥)は*CAS0、J2~J9(手前)は*CAS1

タグ：: PET2001

2021年03月25日00:49
hardyboy
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3月22

CBM3016(PET2001N)の修理 - キーボード

カテゴリ:: PET2001; 修理

　CBM3016のキーボード修理。今回は電気の話はありません。

　キーの動きが渋く、一部は押されたままでなかなか戻ってこない。本体から外してまず清掃。キーの中央はシリンダーみたいになっておりその外周にバネがついているのでここにホコリが絡むと動きが渋くなる。エアダスターでホコリを飛ばす。これだけで引っかかりはなくなり打鍵感はよくなった。

　リファレンスとなる動いているPET2001Nにこのキーボードを接続し動作確認。アルファベット部分は問題なく入力できるが一部のキーが押しても文字が入力されない、または時々しか入力されない状態。特定のラインだけ効かなくなるわけではないのでキーそれぞれが個別に接触不良と思われる。

　キーボードを裏返して止めてあるマイナスネジを外す。基板部分とキー底面にある導電性の物質が接触してスイッチがONになる仕組みなので、基板部分を古い歯ブラシを使って清掃。

　基板をひっくり返していないのはSHIFT LOCKスイッチのみオルタネートキー(ON/OFFの状態を持つ)でこれだけ個別の部品なので基板の端子部分に穴を開けて配線を出してあるため。作業性を考えるといったん配線を切断してからあとではんだ付けし直したほうがよい。

　これだけでもだいぶ改善したのだがまだ接触が悪そうなキーがある。

　各キーのシリンダーの中央にはラバードームに導電性の物質を付けたものが挿入してある。メンブレンキーボードのような仕組みだが一枚シートにはなっていない。そこでよく利いているキーのラバードームと接触が悪いキーのものと入れ替える。基板と導電性の物質が当たるポイントが変わってくるので改善する可能性がある。思い通りうまくいった。