SMC-777用カラーパレットボードSMI-733の調査(1)

　SMC-777ではオプション、SMC-777Cでは内蔵の4096色中16色を表示するカラーパレットボードSMI-733。

　左側面の10ピンコネクタ。SMC-777本体はCN3、このボードではCN1。

*CPONはカラーパレットボードの存在を示す信号で、この信号が有効だと内部のアナログカラー生成部分をこのボードと置き換える。CPS,*CPWPはカスタムチップCX20121からの出力でカラーパレットに色情報をCPUから書き込むための信号。X,R,G,Bは16色のパレット信号で、これをカラーパレットボード内で変換しCPR,CPG,CPB信号として出力する。

　手前から出ている15本の配線はJ1。SMC-777本体のCN9とは逆順に接続されている。電源、16MHzのクロックと設定に最低限必要なアドレス、データ信号。

　カラーパレットの設定はI/Oポート52H。Z80の仕様により値と同時にBレジスタの内容も使用する。

regB : 0 0 AD1 AD0 BD3 BD2 BD1 BD0

data : CD3 CD2 CD1 CD0 0 0 0 0

BD[3:0] 設定するカラーパレットの番号 0~15

AD[1:0] CD[3:0]で指定する明るさを書き込む色の指定 R=00,G=01,B=10

CD[3:0] 色の明るさ4bit 16段階

これにより16個のカラーパレットそれぞれに対してR,G,B 4bitの明るさ=12bit 4096色を設定する。

　部品配置。RB1~5は集合抵抗。基板に水平に配置する余地がなかった模様。SN74S189Nは16x4bitのSRAMで3個使うことでR,G,Bに対応する色情報を設定する。データの入出力が分離しており、データ入力側はSN74S158N,SN74LS139Nを通してCPUからの設定値が書き込まれる。その他の部品はD/Aコンバータを構成している。

　3個のSRAMの*CSはGND接続で常に選択状態。アドレス4本、データ入力4本はそれぞれ共通。

LS139はCN9からのAD1,AD0をデコードし、CN3からの*CPWPをG端子に入れている。R,G,Bに対応するS189の*WEをセレクト。

S158はSRAMへのアドレス切り替え。CPS="H"でCPUからの書き込み時アドレスBD[3:0]を、CPS="L"でCN3からのパレット信号XRGBを選択。通常はCPS="L"。切り替えに同期信号などを考慮していないためパレット設定時にちらつきが発生する。S158は157の出力反転タイプだがどっちでもいいみたい。

SRAM_A[3:0] = CPS ? BD[3:0] : {X,R,G,B} ;

SRAMのデータ入力はデータバスのCD[3:0]直結。

　DAC調査につづく。

SMC-777 VGA変換時のノイズ問題

　SMC-777用VGA変換アダプタの試作から改版を重ねて第５版。フットプリントのミスなど修正したが残る問題は15kHz対応の液晶モニタに接続したときの画面ノイズ。黒画面だと縦に８本、うっすらとノイズが乗る。GBS8200にCSYNCを与えた状態で表示するとノイズは出ない。また、SMC-70でも出ない。

　基板の改版で同期信号にノイズフィルタを入れたり色々実験してみたが現象は変わらず。で、第５版ではディスプレイ側と本体側のGNDを分離してみた。どこか一点でＧNDを取ればいいのではというもくろみ。

　GNDが共通でないので全体が白っぽく浮いてますね。

　このようにディスプレイ側と本体側GNDをブリッジ。

　このような縦方向のノイズは変わらず。

　さてどうしたものかと悩んでいたらとつぜんSMC-777Cのスペースキーが利かなくなった。分解してサンハヤトのニューリレークリーナーで洗浄して復活させやれやれと元に戻していたら基板上のカラーパレットボードに気付く。ひょっとして、とカラーパレットボードへの配線を外してみたらノイズがなくなった。これはカラーパレットのないSMC-70ではノイズが見られないという現象と一致する。

　カラーパレットボードには２つのケーブルが接続してある。左側面が映像信号のミックス(CN3)、手前がおそらくI/Oでの設定(CN9)。

　カラーパレットボード

　トランジスタのエミッタ側にビーズがありますね。おそらくエミッタフォロワ。わざわざ入れてあるということは(そのままでは見過ごせないので)ノイズ対策をやってるということです。

　さて原因はカラーパレットボードにあるということがわかった。

整理すると：

・*HSYNC、*VSYNCを使った15kHz対応ディスプレイ接続でノイズが見られ、CSYNC接続のGBS8200経由での表示ではノイズはない。RGB21P変換ケーブルではCSYNCを使うがこれでもノイズは見られない。

→TOWNSモニタのようなCSYNCで同期をとる15kHz対応ディスプレイでの表示確認

→RGBHVを使った変換ケーブルを作り、ノイズが観測できることを確認

・ノイズ対策はこの外付けのVGA変換基板では対応できない。カラーパレットボードまたは本体での対処が必要。

→回路図おこし

→パスコンをたっぷり入れてみる

→基板をシールド

　当時、カラーパレットを搭載したSMC-777Cは専用モニタまたはRGB21P接続での表示がほとんどで、*HSYNC,*VSYNCで同期するアナログ表示のディスプレイはほとんどなかったと考えられる。このためカラーパレット使用時の画面ノイズ発生は認識されていなかったのではと思われます。

　ということでカラーパレットボードの回路を調べることにします。

サンハヤト ニューリレークリーナー 120ml RC-S121

サンハヤト

SORDm5にMSXジョイスティックを接続する

　ぴゅう太用MSXジョイスティックアダプタと同じようにSORD m5用のMSXジョイスティックアダプタを作ってみた。

　SORD m5のジョイパッド端子はmini-DIN 6ピンでL,Rの２つがある。上下左右とトリガ２つの6入力だが、これらはキーボードマトリックスの一部で2x4の構成になっている。MSXのコモン端子１つ、上下左右トリガ２つの構成はそのままでは接続できない。また、GNDも出ていない。そこでフォトカプラを使用し、MSXジョイスティックのボタンに対応する６箇所のキーをONにするような回路を考えてみた。フォトカプラのLED用に電源が別途必要になる。

　フォトカプラは秋月電子で1個20円のPS817を使用したが今見たらもっと安いUPC817CGがあるな。

フォトカプラのLEDはCR2032のコイン電池(3V)で駆動、電流制限抵抗は集合抵抗。4.7kΩではジョイスティックの入力取りこぼしが頻繁にあった。2.2kΩで問題なし。

　電源となるCR2032の電池ホルダは裏側から取り付ける。CR2032は220mAhとのことなので、フォトカプラ1つあたり1mAとしてざっと寿命を考えてみる。同時にオンになるフォトカプラは最大4個(トリガ2つとスティック斜め)。パイロットランプのLEDも1mAとして、220÷5=44時間。たまに遊ぶゲーム用途としては妥当じゃないですかね。

　電源は電池の他に外部入力端子を用意している。２つのジョイスティックアダプタのうち片方はこれに接続して電池を省略できる。

　さて、悩んだのがmini DIN 6Pの接続をどうするか、だった。コネクタはあるけどはんだ付けがたいへん。完成品の配布に関しては製作の工数をある程度まけているけど、これは難しい。

　mini-DINコネクタを搭載できるようにしているが、mini-DIN 6P オスーオス ケーブルの入手が難しい。Aliexpressで探したがPS/2ケーブルのスプリッタ(キーボード/マウス)やDIN5P変換ケーブルしか見つからなかった。なぜかAmazonにはあった。

LINDY PS/2キーボード/マウスケーブル、オス-オス、1m(型番:33265)

LINDY

2020-07-09

　ということで配布に関してはケーブルの問題に悩みつつ基板のみとするかもしれません。

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　さてここからは開発の紆余曲折コーナーです。

　当初は無電源でMSXジョイスティックをキーマトリクスの一部に組み込めないか考えてました。フォトカプラでオンオフ→フォトカプラのLED部分がオンオフできれば動くんじゃ？ということでキースキャンの駆動部(オープンコレクタ)からGND、受け側のプルアップ2.2kΩ〜5Vで電源が取れそうということで色々LTSpiceをこねくり回していました。

　理屈の上では動くんですよ。ただし電源をキーマトリクスからもらった時点でそこに電流が流れ、導通状態になりキーが常にONになったような挙動になってしまう。永久機関は作れなかった。

　基板まで作ってしまいバカの極み。まあトランジスタの勉強になったからいいか。