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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Die dritte Generation der Videokonsolen Sega Mega Drive-II. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / TV Trotz der Prognosen von Skeptikern verblüfft das 16-Bit-IVP „Sega Mega Drive – II“ weiterhin mit seiner Langlebigkeit. Angesichts der Verfügbarkeit und großen Auswahl an günstigen Spielekassetten ist es immer noch ein begehrtes Geschenk für Kinder im Grundschulalter. Auch hinsichtlich der Anzahl bekannter Versionen kann es als Champion gelten. In diesem Artikel werden die Entwicklungsgeschichte dieser IVPs und die Besonderheiten ihrer Modifikationen, einschließlich der neuesten Versionen, erläutert. Das japanische Unternehmen SEGA Enterprises Ltd. 1987 erlebte es schwere Zeiten [1]. Sein Acht-Bit-Sega-Master-System (SMS) lag in der Popularität deutlich hinter dem Nintendo Entertainment System (NES), dem Vorfahren von Dendy. Nintendo, der Hersteller des NES, kontrollierte 92 % des amerikanischen und 95 % des japanischen Videospielmarktes. In den Vereinigten Staaten hatte jede dritte Familie IVP, in den allermeisten Fällen NES. Um die Situation zu ändern, stellte SEGA ein starkes Team von Ingenieuren unter der Leitung von Hideki Sato zusammen und beauftragte sie, der Welt innerhalb eines Jahres ein 16-Bit-IVP vorzustellen. Der Prototyp war der Spielautomat „System 16“ von SEGA. Von ihm wurde die Dual-Prozessor-Architektur übernommen: MC68000 (Motorola) und Z80 (Zilog). Das offizielle Geburtsdatum des „Sega Mega Drive“ (MD) ist der 29. Oktober 1988. An diesem Tag kamen die ersten Exemplare in Japan in den Handel. Die Präsentation auf dem amerikanischen Markt erfolgte am 14. August 1989, allerdings unter der Marke „Genesis“, da sich herausstellte, dass das Wort „Megadrive“ bereits von einem der US-Unternehmen in seinem Namen eingetragen war. Der erste MD-Verkauf in Europa fand im November 1990 in England statt. Das IVP umfasste mehr als ein Dutzend Spiele, die von Namco, Electronic Arts und Konami entwickelt wurden. Wenn wir die Kompatibilität (über einen speziellen Adapter) mit SMS-Kassetten berücksichtigen, erreichte die Gesamtzahl der den Verbrauchern zur Verfügung stehenden Spiele Hunderte. Gute Leistung, satte Farbpalette, Stereoklang, vielfältige Peripherie – das ist die Liste der MD-Vorteile. Vor allem aber war es das erste öffentlich verfügbare 16-Bit-IVP. Verschiedene MD-Varianten trugen die Firmenbezeichnung „MK-1601-xx“. Es wurden regionale Versionen veröffentlicht: Japanisch, Amerikanisch, Europäisch, Asiatisch. Alle befinden sich in einem rechteckigen Gehäuse mit den Abmessungen 285 x 225 x 50 mm (in Abb. 1 - IVP der amerikanischen Version) und unterscheiden sich in Fernsehsignalformaten (PAL oder NTSC), Beschriftungssprachen, externen Designdetails und einem für 120 bzw. 220 ausgelegten Netzteil 9 V. Im europäischen MD gab es keinen 2-poligen „EXT“-Anschluss, der in der japanischen Version für den Anschluss eines Modems vorgesehen war. MD war mit einer Buchse zum Anschluss von Stereokopfhörern und einem Lautstärkeregler ausgestattet. Merkmale des Schaltungsdesigns und der Reparatur dieses IVP werden in [XNUMX] behandelt.
1993, fünf Jahre nach dem Erscheinen von MD, veröffentlichte SEGA neue, günstigere Modifikationen der Mega Drive-II (MD2)-Konsolen und ihrer amerikanischen Version Genesis-2, wobei die Bottom-up-Softwarekompatibilität mit M.D. gewahrt blieb. Die Hauptunterschiede zwischen MD2 und MD: - keine Kopfhörerbuchse und Lautstärkeregler; - ein Stereo-Tonsignal wird an den Anschluss „A/V OUT“ ausgegeben; - der interne HF-Modulator wird durch einen externen ersetzt; - Tasten "X", "Y", "Z", "MODE" zum Joystick hinzugefügt; - die Prozeduren "Kalt-" und "Warmstart" sind programmatisch getrennt; - Es ist möglich, die regionale Konformität der Kartusche und der Set-Top-Box zu überprüfen. Der Markenname der Modelle der MD2-Serie lautet „MK-1631-xx“, obwohl es auch andere gibt, zum Beispiel „MK-1632-xx“, „NAA2502“, „KW-501“. In Abb. Abbildung 2 zeigt das Erscheinungsbild der europäischen Version von MD2 in einem einheitlichen quadratischen Gehäuse mit den Abmessungen 210 x 210 x 50 mm.
1992-1994. Die 16-Bit-IVPs von SEGA befanden sich auf der ganzen Welt auf dem Höhepunkt ihres Ruhms. Wenig später eroberte der IVP „Super Nintendo“ die Palme in Sachen Umsatz, dann kam die Zeit für die 32-Bit-„Sony PlayStation“. Seit 1996 hat sich das Zentrum der „Lebensraumzone“ von SEGA IVP nach Brasilien und China und dann in die GUS-Staaten verlagert Ende 1997 wurde versucht, MD2 wiederzubeleben. Majesco (USA) hat unter Lizenz eine ultraleichte Version des IVP namens „Genesis-Z“ herausgebracht. Es verfügt nicht über einen Systemanschluss, was die Verbindung des IVP mit dem MegaCD ausschließt, und einige dem Z80-Prozessor zugewiesene Funktionen werden vereinfacht. Vom Aussehen her ist das neue Modell eine Mischung aus Hockey-Puck und CD-Player. Die Vorteile gegenüber „Genesis“ und „Genesis-2“ sind die relative Billigkeit (30...50 US-Dollar) und die Möglichkeit, mit japanischen Markenspielkassetten zu arbeiten. SEGA hat 16 offiziell die Unterstützung seiner 1998-Bit-IVPs eingestellt. In nur 10 Jahren wurden etwa 30 Millionen Konsolen verkauft, mehr als tausend Spielprogramme und dreitausend verschiedene Kassettenvarianten wurden für sie entwickelt. Einige Originalmodifikationen sind bekannt. Darunter sind „Sega Nomad“ – ein tragbares MD2 mit integriertem Drei-Zoll-LCD, „Wondermega“ – eine Symbiose aus MD2 und MegaCD, fokussiert auf Karaoke und das Abspielen von MIDI-Musikdateien, „MegaPC“ – ein Hybrid aus einem IBM PC-386-Computer und MD2, hauptsächlich für die Entwicklung von Spielprogrammen gedacht. MD2-SORTEN Die überwiegende Mehrheit der in den GUS-Staaten verbreiteten IVPs sind asiatische und europäische Versionen von MD2. Sie sollten als MD2-kompatibel bezeichnet werden, da sie nicht auf proprietären VLSI SEGA315-xxxx basieren, sondern auf Kopien davon verschiedener Hersteller. Gelegentlich finden Sie lizenzierte MD und MD2 (beide Versionen wurden bis 1995 produziert). Amerikanische IVP „Genesis“, einschließlich „Genesis-Z“, haben sich in den GUS-Staaten nicht weit verbreitet. MD2 wird herkömmlicherweise nach dem Produktionsjahr in drei Generationen eingeteilt: von 1993 bis 1996. - zuerst 1997 und 1998. - zweitens, 1999 und später - dritter. Sie unterscheiden sich hauptsächlich im Integrationsgrad und der Anzahl der VLSIs. Beispielsweise sind ab dem MD2 der zweiten Generation die MC68000- und Z80-Prozessorkerne in einem einzigen VLSI-„Multiprozessor“ zusammengefasst. Unter Mechanikern ist es als „97xx“ oder „98xx“ bekannt, obwohl es sich tatsächlich um das Herstellungsdatum der Mikroschaltung handelt: Die ersten beiden Ziffern sind das Jahr (1997 oder 1998), gefolgt von der Seriennummer der Woche davon Jahr. Anhand der Beschriftung auf der Unterseite des Gehäuses lässt sich nicht immer erkennen, zu welcher Generation die Konsole gehört. MD2-Gehäuse sind einheitlich und austauschbar, sodass Sie sich nicht wundern sollten, wenn Sie beispielsweise ein IVP-Board der ersten Generation in einem Gehäuse namens NAA2502 vorfinden. Der einfachste Weg, den Typ und die Generation des zu reparierenden MD oder MD2 genau zu bestimmen, sind die Positionsbezeichnungen und die Typen der auf seiner Platine installierten Mikroschaltungen. Tabelle 1 enthält Informationen zu den häufigsten Optionen, es werden jedoch auch andere gefunden. Nachfolgend sind Mikroschaltungen für verschiedene Funktionszwecke aufgeführt, die in MD und MD2 verwendet werden. In Klammern sind die Namen der Chiphersteller angegeben.
Zentralprozessor: MC68000P, MC68000L, MC68Н000Р (Motorola); SCN68000 (Signetics) – im DIP-64-Gehäuse. HD68HC000CP (Hitachi); MC68000FN (Motorola) – im QFP-68-Gehäuse. Zusätzlicher Prozessor: Z84000 (GoldStar); Z80A (Zilog); Z80CPU (Mostek); Z80ACPU (STMicroelectronics); LH0080 (Scharf); TMPZ84C00 (Toshiba); mPD780C (NEC); KP1858BM1 (Russland) – im DIP-40-Gehäuse. Z84C0008 (Zilog); 84C00AU-6 – im QFP-44-Gehäuse. Video-Encoder: SХА1145М (Sony); MB3514 (Fujitsu); KA2197D, KA2198BD (Samsung) – im SOP-24-Gehäuse. CXA1145P (Sony) – im DIP-24-Gehäuse. MC13077P (Motorola) – im DIP-20-Gehäuse. Audio-RAM: SRM2064, SRM2A256 (Seiko Epson); MK48H64 (STMicroelectronics); TC5564, TC5565 (Toshiba); MB8464 (Fujitsu); HY6264 (Hyundai); HM6264 (Hitachi); CY6264 (Zypresse); MT5C6408 (Mikron); M5M5178 (Mitsubishi); CXK5863, CXK5864 (Sony); MPD4364, MPD43256 (NEC); TMM2064; HSRM2264; MCM6264 (Motorola); UM6264 (UMC); AKM6264 (Asahi Kasei); LC3664 (Sanyo) – im SOP-28-Gehäuse. Video-RAM: HM53461 (Hitachi); mPD41 264 (NEC); M5M4C264 (Mitsubishi); MB81461 (Fujitsu); MT42C4064 (Mikron); V53C261 (Mosel-Vitelic); TMS4461 (Texas Instruments) – im DIP-28-Gehäuse. HM53462 (Hitachi) – im DIP-24-Gehäuse. MSM54C864 (OKI) – im SOJ-40-Gehäuse. Haupt-RAM: HM62256, HM66203 (Hitachi); mPD43256 (NEC); KM62256 (Samsung); SRM20256 (Seiko Epson); CXK58257 (Sony); ATT7C256 (AT&T); CY7C199 (Zypresse); IMS1630LH (STMicroelectronics); UM62256 (UMC); HY62256 (Hyundai); MB84256 (Fujitsu); M5M5256 (Mitsubishi); MS62256 (Mosel); MCM51L832 (Motorola); GM76C256 (GoldStar); Idt71256 (IDT) – im SOP-28-Gehäuse. LH52258D (Scharf); 61256PT – im DIP-28-Gehäuse, TC511632FL (Toshiba) – im SOJ-40-Gehäuse. Audiokanal: NA17902P (Hitachi); MPC324C, MPC3403C (NEC); SM8652; ICPA324; KA324 (Samsung); KIA324P (KEC); LM324, MC3403P (Motorola); CA324G (RCA) – im DIP-14-Gehäuse. KA324D (Samsung); LM324D (Texas Instruments); LM324M (National Semiconductor) – im SOP-14-Gehäuse. UMZCH-Stereotelefone: SХА1034Р, CXA1634P (Sony) – im DIP-16-Gehäuse. LM358 (Texas Instruments, On Semiconductor, Philips, National Semiconductor, STMicroelectronics); GL358 (Hyundai); ICPA358; KA358 (Samsung) – im DIP-8-Gehäuse. +5 V-Stabilisator: L7805 (STMicroelectronics); LM7805 (Fairchild); NY7805C; OTI7805; KA7805 (Samsung); KIA7805 (KEC); ML7805; AN7805 (Panasonic); UB7805; uA7805 (National Semiconductor); HSMC7805; GL7805 (Hyundai); UTC7805 (Unison Technologies); UC7805 (Texas Instruments). Mikroschaltungen für denselben Zweck in denselben Gehäusen, die von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden, sind normalerweise austauschbar. Mit der Einführung neuer IVP-Modelle wird die Liste erweitert. Die MD2-Set-Top-Boxen der ersten Generation werden in [2] beschrieben. Das Diagramm und das detaillierte Reparaturverfahren für den MD2 der zweiten Generation sind in [3, 4] angegeben. Die MD2-Schaltung der dritten Generation ist in Abb. dargestellt. 3. Dies ist kein offizielles Dokument von SEGA, sondern das Ergebnis einer Analyse der Struktur von Konsolen, die sich in den Händen des Autors befanden. Die gleiche Abbildung zeigt schematisch die Position der Hauptkomponenten der Set-Top-Box und zeigt das Aussehen ihrer Anschlüsse.
Im Alltag werden solche Video-Set-Top-Boxen manchmal als Single-Chip bezeichnet, da alle Hauptfunktionen von einem VLSI U5 ausgeführt werden. Es interagiert nur mit dem Haupt-RAM von 32Kx16 Bit (Chips U7, U8) und dem Video-RAM von 64Kx8 Bit (Chips U9, U10). Der Tonkanal erfolgt über den Operationsverstärker U2.2 - U2.4. Wie beim IVP früherer Generationen sind die Signale SOUND 1 und SOUND2 die Ausgänge des linken und rechten Kanals eines Musiksynthesizers, die funktional der Mikroschaltung YM2612 von Yamaha ähneln, sich jedoch im gleichen VLSI U5 befinden. Das SOUND3-Signal ist der Ausgang des PSG-Kanals (Programming Sound Generator). Sein vierstimmiger Klang erinnert an „Dendy“. Der Prototyp des PSG war der SN76489-Chip von Texas Instruments. Die an den S2-Anschluss „Cartridge“ angeschlossenen Schaltkreise SOUND4 und SOUND5 sind die technologischen Eingänge des Tonkanals. Sie dienen dazu, es zu überprüfen, ohne das IVP zu öffnen. Die Operationsverstärker U2.2 und U2.3 unterliegen einer negativen Rückkopplung über die Schaltkreise R13С6 und R14С7. Die Obergrenze der Bandbreite dieser Stufen liegt bei 7,2 kHz. Um das Band zu erweitern, wird empfohlen, die Werte der Kondensatoren C200 und C6 auf 7 pF zu reduzieren. Die Signale S-RIGHT und S-LEFT sollen an einen externen UMZCH geliefert werden. Leider werden sie bei vielen MD-Versionen nicht über den CN2-Anschluss „A/V OUT“ ausgegeben, sodass Sie den stereophonen Klang von Spielen nicht hören können. Der Operationsverstärker U2.4, der die Signale des linken und rechten Stereokanals summiert, erzeugt ein monophones AUDIO-Signal, das über den CN2-Anschluss dem HF-Modulator oder dem Eingang eines monophonen UMZCH zugeführt wird. Der Betrieb des IVP wird durch den Generator im VLSI U5 synchronisiert. Seine Frequenz (17,734475 MHz) wird vom Quarzresonator X1 eingestellt. Der Wert ist nicht zufällig – die vierte Harmonische des Farbsignal-Hilfsträgers im PAL-System. Die Taktfrequenz des Prozessorkerns (7,6 MHz) beträgt 3/7 der Generatorfrequenz. Der X2-Resonator ist nur in amerikanischen und japanischen IVP-Modellen verbaut, die NTSC-Fernsehsignale mit einer Farbträgerfrequenz von 3,58 MHz erzeugen. Die Prozessortaktfrequenz beträgt in diesem Fall 7,67 MHz. Die Umschaltung der Resonatoren X1 und X2 und der Fernsehnormen erfolgt über die Jumper J5.1, J5.2 und eine Gruppe von Jumpern J4. Letzteres hat folgenden Zweck:
Der Schmitt-Trigger am Operationsverstärker U2.1 steuert die Spannung im +5-V-Kreis. Wenn sie aus irgendeinem Grund abfällt, wird der Kondensator CE2 schnell über die Diode D2 entladen und nach Wiederherstellung der Spannung langsam über den Widerstand R11 aufgeladen . Ein am Ausgang U2.1 erzeugter negativer Reset-Impuls mit einer Dauer von 0,2...0,3 s wird an Pin 158 der Mikroschaltung U5 gesendet. Dadurch wird verhindert, dass das Mikroprozessorsystem bei Stromausfällen einfriert. Durch Schließen des WDOG-Stromkreises (Pin B2 des S2-Steckers „Cartridge“) mit dem gemeinsamen Kabel (GND) können Sie das IVP neu starten. In der Tabelle 2 zeigt eine Liste und den Zweck aller an den Anschluss S2 angeschlossenen Stromkreise.
Die Versorgungsspannung des IVP wird durch die Mikroschaltung Q1 L7805CV (STMicroelectronics) stabilisiert. Diode D1 schützt vor versehentlicher Versorgungsspannung mit falscher Polarität. Strukturell besteht die Set-Top-Box aus drei Leiterplatten, die durch Flachbandkabel miteinander verbunden sind. Der seitliche „System“-Anschluss fehlt bei diesem Modell, wie auch beim „Genesis-Z“. Es ist zu beachten, dass MD2 der ersten und zweiten Generation zwar über einen 60-poligen Systemanschluss verfügt, es jedoch häufig vorkommt, dass nicht alle zum Anschluss des IVP an das MegaCD-Modul erforderlichen Schaltkreise daran angeschlossen sind. REPARATURFUNKTIONEN Ungefähr 70 % der MD2-Fehlfunktionen aller Generationen sind auf Ausfälle des +5-V-Spannungsstabilisator-Mikroschaltkreises und Drahtbrüche im Netzwerkadapterkabel, in den Wicklungen des Leistungstransformators, in Joystick-Kabeln und in Verbindungen zwischen den Platinen zurückzuführen. Diese Mängel lassen sich leicht feststellen, indem man die Drähte mit einem Ohmmeter „prüft“ und die Spannungen mit einem Voltmeter misst. Insbesondere muss die Spannung an Pin 1 des integrierten Stabilisators Q1 (siehe Abb. 3) mindestens 8 V und an Pin 3 - 5 ± 0,15 V betragen. Bei der Suche nach MD- und MD2-Defekten können Sie MFD-Tabellen verwenden, die sich auf den Kassettensockel, den Haupt- und den Video-RAM beziehen [3]. Das Kriterium für die Funktionsfähigkeit einer Mikroschaltung ist sehr oft die Temperatur ihres Gehäuses. Wenn eine Minute nach dem Einschalten des IVP einer der Mikroschaltkreise nicht mehr mit der Hand berührt werden kann (er ist sehr heiß), sollte der Mikroschaltkreis höchstwahrscheinlich ausgetauscht werden. Eine Ausnahme bildet der Spannungsstabilisator +5 V. Wie bereits erwähnt, werden im MD2 der dritten Generation die Hauptfunktionen vom VLSI U5 übernommen. Selbst wenn es teilweise fehlschlägt, können Sie versuchen, den Betrieb des IVP wiederherzustellen. Beispielsweise gibt es in [5] Schemata zum Ersetzen der im VLSI befindlichen OE- und CS-Signalaufbereiter durch sehr einfache Kaskaden auf herkömmlichen Logikchips. In Abb. In Abb. 4 zeigt ein Diagramm einer Einheit, mit der Sie Spiele in Kassetten auswählen können, die durch ein Reset-Signal umgeschaltet werden.
Schema in Abb. Abbildung 5 zeigt, wie Sie den Betrieb des IVP im Falle einer fehlerhaften Versorgungsspannungssteuereinheit am Operationsverstärker U2.1 vorübergehend wiederherstellen können (siehe Abb. 3).
Die Schaltkreise der IVP-Prozessorplatine, die durch Durchschneiden der Leiterbahnen unterbrochen werden sollten, sind in Abb. dargestellt. 4 und 5 sind mit Kreuzen markiert. Eine häufige Fehlfunktion von Video-Set-Top-Boxen ist die schlechte Verlötung der VLSI-Pins mit den Kontaktpads der Leiterplatte. Um nach solchen Defekten zu suchen, benötigen Sie eine Lupe und eine dünne Nadel, die vorsichtig und ohne starken Druck über alle VLSI-Stifte geführt wird. Ein schlecht verlöteter Pin macht sich durch Wackeln bemerkbar. Um die Funktionsfähigkeit wiederherzustellen, drücken Sie einfach die Spitze des Lötkolbens (von überschüssigem Lot befreit!) an das Kontaktpad und erwärmen Sie sie 1...2 s lang. Literatur
Autor: S. Ryumik, Tschernihiw, Ukraine
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