A terceira geração de consoles de vídeo Sega Mega Drive-II. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Apesar das previsões dos céticos, o TSI de 16 bits "Sega Mega Drive - II" continua a surpreender com sua longevidade. Dada a disponibilidade e ampla seleção de cartuchos de jogos baratos, ainda é um presente de boas-vindas para crianças do ensino fundamental. Também pode ser considerado um campeão pelo número de versões conhecidas. O artigo proposto discute a história do desenvolvimento desses IVPs e as características distintivas de suas modificações, incluindo os últimos lançamentos.

A empresa japonesa SEGA Enterprises Ltd. em 1987, ela passou por momentos difíceis [1]. Seu console Sega Master System (SMS) de oito bits ficou significativamente atrás do Nintendo Entertainment System (NES), o ancestral de Dendy, em popularidade. A Nintendo, que produziu o NES, controlava 92% do mercado americano e 95% do mercado japonês de videogames. Nos EUA, uma em cada três famílias tinha PVI, na grande maioria dos casos - NES.

Para mudar a situação, a SEGA reuniu uma forte equipe de engenheiros sob a liderança de Hideki Sato, atribuindo-lhe a tarefa de apresentar ao mundo um IVP de 16 bits em um ano. O protótipo foi a slot machine "System 16" da SEGA. Foi dele que foi emprestada a arquitetura de dois processadores: MC68000 (Motorola) e Z80 (Zilog).

A data oficial de nascimento do "Sega Mega Drive" (MD) é 29 de outubro de 1988. Foi neste dia que seus primeiros exemplares foram colocados à venda no Japão. A apresentação no mercado americano ocorreu em 14 de agosto de 1989, mas sob a marca “Genesis”, pois a palavra “megadrive” já estava registrada por uma das empresas norte-americanas em seu nome.

As primeiras vendas do MD na Europa ocorreram em novembro de 1990 na Inglaterra. Mais de uma dúzia de jogos desenvolvidos pela Namco, Electronic Arts e Konami foram anexados ao IVP. Se levarmos em conta a compatibilidade (através de um adaptador especial) com cartuchos para SMS, o total de jogos à disposição do consumidor chega a cem. Boa velocidade, rica paleta de cores, som estéreo, vários periféricos - esta é a lista das vantagens do MD. Mas o mais importante é que se tornou o primeiro TRI de 16 bits disponível publicamente.

Várias variantes do MD tinham a designação comercial "MK-1601-xx". Foram lançadas versões regionais: japonesa, americana, europeia, asiática. Todos eles estão em uma caixa retangular com dimensões de 285x225x50 mm (na Fig. 1 - IVP da versão americana), diferindo nos formatos de sinal de televisão (PAL ou NTSC), idiomas de inscrição, detalhes de design externo, fonte de alimentação projetada para 120 ou 220 V. No MD europeu não havia conector "EXT" de 9 pinos, que na versão japonesa era projetado para conectar um modem. O MD foi equipado com um fone de ouvido estéreo e um controle de volume deslizante. As características dos circuitos e reparo deste IVP são abordadas em [2].

Em 1993, cinco anos após o surgimento do MD, a SEGA lançou novas modificações mais baratas dos consoles Mega Drive-II (MD2) e sua versão americana, Genesis-2, mantendo a compatibilidade de software de baixo para cima com o MD.

As principais diferenças entre MD2 e MD:

- sem fone de ouvido e controle de volume;

- um sinal de som estéreo é emitido para o conector "A/V OUT";

- o modulador de RF interno é substituído por um externo;

- botões adicionados "X", "Y", "Z", "MODE" ao joystick;

- os procedimentos de partida "frio" e "quente" são separados de forma programática;

- é fornecida verificação de conformidade do acessório regional de um cartucho e um prefixo.

A marca dos modelos da série MD2 é "MK-1631-xx", embora existam outras, por exemplo, "MK-1632-xx", "HAA2502", "KW-501". Na Fig. 2 mostra a aparência da versão europeia do MD2 em uma caixa quadrada unificada com dimensões de 210x210x50 mm.

Em 1992-1994. em todo o mundo, os TPIs de 16 bits da SEGA estavam no auge. Um pouco mais tarde, o Super Nintendo assumiu a palma da mão em termos de vendas, depois chegou a vez do Sony PlayStation 32 bits. Desde 1996, o centro da "zona de habitat" do IVP da SEGA mudou-se para o Brasil e a China, e depois para os países da CEI

No final de 1997, foi feita uma tentativa de reviver o MD2. A Majesco (EUA) lançou sob licença uma versão ultraleve do IVP chamada "Genesis-Z". Não possui conector de sistema, o que exclui a conexão do IVP com o MegaCD, e algumas funções atribuídas ao processador Z80 são simplificadas. Na aparência, o novo modelo é um cruzamento entre um disco de hóquei e um CD player. As vantagens sobre "Genesis" e "Genesis-2" são o baixo custo relativo (30...50 dólares americanos) e a capacidade de trabalhar com cartuchos de jogos de marca japonesa.

A SEGA encerrou oficialmente o suporte para seus TSIs de 16 bits em 1998. Em apenas 10 anos, foram vendidos aproximadamente 30 milhões de consoles, mais de mil programas de jogos e três mil variedades de cartuchos foram criados para eles.

Algumas modificações originais são conhecidas. Entre eles estão "Sega Nomad" - um MD2 portátil com LCD integrado de três polegadas, "Wondermega" - uma simbiose de MD2 e MegaCD, focado em karaokê e reprodução de arquivos de música MIDI, "MegaRS" - um híbrido do IBM Computador PC-386 e MD2, projetado principalmente para desenvolvimento de software de jogos.

VARIEDADES MD2

A grande maioria dos TTIs comuns nos países da CEI são versões asiáticas e europeias do MD2. Eles deveriam ser chamados de compatíveis com MD2, uma vez que não são construídos em VLSI SEGA315-xxxx proprietário, mas em cópias de vários fabricantes. Ocasionalmente há MD e MD2 licenciados (ambas as versões foram produzidas até 1995). O IVP americano "Genesis", incluindo "Genesis-Z", nos países da CEI não recebeu distribuição.

O MD2 é condicionalmente dividido em três gerações de acordo com os anos de produção: de 1993 a 1996. - o primeiro, 1997 e 1998 - segundo, 1999 e posteriormente - terceiro. Eles diferem principalmente no grau de integração e no número de VLSI. Por exemplo, começando com o MD2 de segunda geração, os núcleos dos processadores MC68000 e Z80 são empacotados em um único “multiprocessador” VLSI. Entre os reparadores é conhecido como “97xx” ou “98xx”, embora na verdade esta seja a data de fabricação do microcircuito: os dois primeiros dígitos são o ano (1997 ou 1998), seguido do número de série da semana daquele ano.

Nem sempre é possível saber pela inscrição na parte inferior da caixa a que geração pertence o prefixo. Os gabinetes MD2 são unificados e intercambiáveis, portanto você não deve se surpreender ao encontrar, por exemplo, uma placa IVP de primeira geração em um gabinete chamado HAA2502.

É mais fácil determinar com precisão o tipo e a geração do MD ou MD2 reparado pelas designações de referência e tipos de microcircuitos instalados em sua placa. A Tabela 1 contém informações sobre as opções mais comuns, embora existam outras. A seguir estão microcircuitos para vários fins funcionais usados ​​em MD e MD2. Os nomes dos fabricantes de microcircuitos são fornecidos entre parênteses.

(clique para ampliar)

CPU: MC68000P, MC68000L, MC68HC000P (Motorola); SCN68000 (Signetics) - em pacote DIP-64. HD68HC000CP (Hitachi); MC68000FN (Motorola) - no pacote QFP-68.

Processador adicional: Z84000 (GoldStar); Z80A (Zilog); CPU Z80 (Mostek); Z80ACPU (STMicroeletrônica); LH0080 (afiado); TMPZ84C00 (Toshiba); mPD780C (NEC); KP1858BM1 (Rússia) - no pacote DIP-40. Z84C0008 (Zilog); 84C00AU-6 - no pacote QFP-44.

Codificador de vídeo: CXA1145M (Sony); MB3514 (Fujitsu); KA2197D, KA2198BD (Samsung) - no pacote SOP-24. CXA1145P (Sony) - em pacote DIP-24. MC13077P (Motorola) - em pacote DIP-20.

RAM de áudio: SRM2064, SRM2A256 (Seiko Epson); MK48H64 (STMicroeletrônica); TC5564, TC5565 (Toshiba); MB8464 (Fujitsu); HY6264 (Hyundai); HM6264 (Hitachi); CY6264 (Cipreste); MT5C6408 (mícron); M5M5178 (Mitsubishi); CXK5863, CXK5864 (Sony); MPD4364, MPD43256 (NEC); TMM2064; HSRM2264; MCM6264 (Motorola); UM6264 (UMC); AKM6264 (Asahi Kasei); LC3664 (Sanyo) - no pacote SOP-28.

RAM de vídeo: HM53461 (Hitachi); mPD41 264 (NEC); M5M4C264 (Mitsubishi); MB81461 (Fujitsu); MT42C4064 (mícron); V53C261 (Mosel-Vitelico); TMS4461 (Texas Instruments) - no pacote DIP-28. HM53462 (Hitachi) - em pacote DIP-24. MSM54C864 (OKI) - no pacote SOJ-40.

RAM principal: HM62256, HM66203 (Hitachi); mPD43256 (NEC); KM62256 (Samsung); SRM20256 (Seiko Epson); CXK58257 (Sony); ATT7C256 (AT&T); CY7C199 (Cipreste); IMS1630LH (STMicroeletrônica); UM62256 (UMC); HY62256 (Hyundai); MB84256 (Fujitsu); M5M5256 (Mitsubishi); MS62256(Mosela); MCM51L832 (Motorola); GM76C256 (GoldStar); Idt71256 (IDT) - no pacote SOP-28. LH52258D (afiado); 61256PT - em pacote DIP-28, TC511632FL (Toshiba) - em pacote SOJ-40.

Canal de som: HA17902R (Hitachi); MPC324C, MPC3403C (NEC); SM8652; ICPA324; KA324 (Samsung); KIA324P (KEC); LM324, MC3403P (Motorola); CA324G (RCA) - em pacote DIP-14. KA324D (Samsung); LM324D (Instrumentos Texas); LM324M (National Semiconductor) - em pacote SOP-14.

Fones estéreo UMZCH: СХА1034Р, CXA1634P (Sony) - no pacote DIP-16. LM358 (Texas Instruments, On Semiconductor, Philips, National Semiconductor, STMicroelectronics); GL358 (Hyundai); ICPA358; KA358 (Samsung) - no pacote DIP-8.

Estabilizador +5 V: L7805 (STMicroelectronics); LM7805 (Fairchild); NY7805C; OTI7805; KA7805 (Samsung); KIA7805 (KEC); ML7805; AN7805 (Panasonic); UB7805; uA7805 (Semicondutor Nacional); HSMC7805; GL7805 (Hyundai); UTC7805 (Tecnologias Unison); UC7805 (Instrumentos Texas).

Microcircuitos com a mesma finalidade nas mesmas embalagens, produzidos por empresas diferentes, costumam ser intercambiáveis. Com o advento de novos modelos de PIV, a lista está se expandindo.

Os prefixos MD2 de primeira geração são descritos em [2]. O esquema e o procedimento detalhado para o reparo do MD2 de segunda geração são fornecidos em [3, 4].

Circuito MD2 de terceira geração - na fig. 3. Este não é um documento oficial da SEGA, mas sim o resultado de uma análise dos decodificadores que estavam nas mãos do autor. A mesma figura mostra esquematicamente a localização das unidades principais do decodificador e mostra a aparência de seus conectores.

(clique para ampliar)

Na vida cotidiana, esses decodificadores de vídeo às vezes são chamados de chip único, já que todas as funções principais são executadas por um VLSI U5. Ele interage apenas com a RAM principal de 32Kx16 bits (chips U7, U8) e RAM de vídeo de 64Kx8 bits (chips U9, U10). O canal de som é feito no OS U2.2 - U2.4.

Assim como o IVP das gerações anteriores, os sinais SOUND 1 e SOUND2 são as saídas, respectivamente, dos canais esquerdo e direito de um sintetizador musical, funcionalmente semelhante ao chip Yamaha YM2612, mas ainda localizado no mesmo VLSI U5. O sinal SOUND3 é o canal de saída PSG (Programming Sound Generator). Seu som de quatro partes lembra "Dendy". O PSG foi baseado no chip SN76489 da Texas Instruments. Os circuitos SOUND2, SOUND4 direcionados ao conector S5 “Cartucho” são entradas tecnológicas do canal de som. Servem para verificar sem abrir o IVP.

Os amplificadores operacionais U2.2 e U2.3 são cobertos por um sistema operacional negativo ao longo dos circuitos R13C6 e R14C7. O limite superior de largura de banda desses estágios é de 7,2 kHz. Para ampliar a banda, recomenda-se reduzir os valores dos capacitores C200 e C6 para 7 pF.

Os sinais S-RIGHT e S-LEFT são projetados para serem alimentados em um UMZCH externo. Infelizmente, em muitas versões de MD eles não têm saída para o conector CN2 "A/V OUT", o que não permite ouvir a trilha sonora estéreo dos jogos. O amplificador operacional U2.4, somando os sinais dos canais estéreo esquerdo e direito, forma um sinal de ÁUDIO mono, alimentado através do conector CN2 para o modulador de RF ou para a entrada do UMZCH mono.

A operação do IVP é sincronizada pelo gerador localizado no VLSI U5. Sua frequência (17,734475 MHz) é definida pelo ressonador de quartzo X1. O valor não é aleatório - o quarto harmônico da subportadora do sinal colorido no sistema PAL. A frequência do clock do núcleo do processador (7,6 MHz) é 3/7 da frequência do gerador.

O ressonador X2 é instalado apenas em modelos IVP americanos e japoneses que geram sinais de televisão NTSC com frequência de subportadora de cores de 3,58 MHz. A frequência do clock do processador neste caso é 7,67 MHz.

Os ressonadores X1 e X2 e os padrões de televisão são comutados usando jumpers J5.1, J5.2 e um grupo de jumpers J4. O objetivo deste último é o seguinte:

• J4.1 ("O/J") - removido nos modelos IVP japoneses;
• J4.2 ("N/P") - padrão NTSC ou PAL;
• J4.3 ("TV N/P") - frequência de subportadora de cor 3,58 ou 4,43 MHz;
• J4.4 ("6/5") - frequência de campos de televisão de 60 ou 50 Hz.

O gatilho Schmitt no amplificador operacional U2.1 controla a tensão no circuito de +5 V. Se por algum motivo cair, o capacitor CE2 descarrega rapidamente através do diodo D2 e, após a restauração da tensão, ele carrega lentamente através do resistor R11. Um pulso de reset negativo com duração de 2.1...0,2 s gerado na saída U0,3 é alimentado ao pino 158 do microcircuito U5. Isto evita que o sistema microprocessador congele durante falhas de energia. Ao colocar o circuito WDOG em curto (pino B2 do conector S2 "Cartucho") com um fio comum (GND), você pode reiniciar o IVP.

Na tabela. 2 mostra a lista e finalidade de todos os circuitos conectados ao conector S2.

A tensão de alimentação IVP é estabilizada pelo microcircuito Q1 L7805CV (STMicroelectronics). O diodo D1 protege contra tensão de alimentação acidental de polaridade incorreta.

Estruturalmente, o prefixo consiste em três placas de circuito impresso interligadas por cabos planos. O conector lateral “System” neste modelo, assim como no “Genesis-2”, está ausente. Deve-se notar que embora o MD60 da primeira e segunda gerações possua um conector de sistema de XNUMX pinos, muitas vezes acontece que nem todos os circuitos necessários para conectar o IVP ao módulo MegaCD estão conectados a ele.

RECURSOS DE REPARO

Aproximadamente 70% das falhas do MD2 de todas as gerações são devidas a falhas do microcircuito regulador de tensão de +5 V e quebras de fios no cabo do adaptador de energia, nos enrolamentos do transformador de potência, nos cabos do joystick, nas conexões placa a placa. Esses defeitos são facilmente encontrados "tocando" os fios com um ohmímetro e medindo as tensões com um voltímetro. Em particular, a tensão no terminal 1 do estabilizador integral Q1 (ver Fig. 3) deve ser de pelo menos 8 V, e no seu terminal 3 - 5 ± 0,15 V.

Ao pesquisar defeitos MD e MD2, você pode usar as tabelas MFD relacionadas ao soquete de conexão do cartucho, RAM principal e de vídeo [3]. Muitas vezes, o critério para a integridade de um microcircuito é a temperatura de sua caixa. Se um minuto depois de ligar o IVP, algum dos microcircuitos não puder mais ser tocado com a mão (muito quente), provavelmente o microcircuito deverá ser substituído. A exceção é o regulador de tensão de +5 V.

Como já mencionado, no MD2 de terceira geração, o VLSI U5 desempenha as funções principais. Porém, mesmo com sua falha parcial, você pode tentar restaurar o desempenho do IVP. Por exemplo, em [5] existem esquemas para substituição dos condicionadores de sinal OE e CS localizados dentro do VLSI por cascatas muito simples em microcircuitos lógicos convencionais.

Na Fig. 4 mostra um diagrama de um nó que permite selecionar jogos em cartuchos que são trocados por um sinal de reset.

Esquema na Fig. 5 mostra como é possível restaurar temporariamente a operabilidade do IVP em caso de falha na unidade de controle de tensão de alimentação no OS U2.1 (ver Fig. 3).

Os circuitos da placa processadora IVP, que devem ser interrompidos cortando os condutores impressos, na fig. 4 e 5 estão marcados com cruzes.

Um mau funcionamento comum dos decodificadores de vídeo é a soldagem inadequada dos cabos VLSI às almofadas da placa de circuito impresso. Para procurar tais defeitos, são necessárias uma lupa e uma agulha fina, que são realizadas com cuidado, sem forte pressão, em todas as derivações do VLSI. Um cabo mal soldado se manifesta como um movimento. Para restaurar a funcionalidade, basta usar uma ponta de ferro de soldar (limpa do excesso de solda!) para pressionar o fio na placa de contato e aquecê-lo por 1...2 s.

Literatura

1. Pettus S. SegaBase Volume 3 -Genesis/Megadrive- .
2. Ryumik S. Recursos de circuitos de decodificadores de vídeo de 16 bits. - Rádio. 1998, nº 4,5,7,8.
3. Ryumik S. Reparação do prefixo "Sega" de acordo com tabelas MFD. - Radiumator, 2001, nº 12. p. 28, 29, 32, 33; 2002, nº 1, pág. 28, 29.
4. .
5. Ryumik S. Analisador lógico do decodificador. - Rádio, 2002, nº 4, p. 20.21.

Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrânia

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