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SuperSimpleController(その19)TMS9918Aの接続 その4 [OriginalCPU]

 本ブログで画像データが表示されない問題の対策のためにhttps対応のレンタルサーバを借りたり、ブログ内の画像ファイルのリンクを変更する等の作業が終わったのでオリジナルCPUへのビデオプロセッサ(TMS9918)接続について、前回の記事からだいぶ時間が空いてしまいましたが、動作確認状況について少し書いてみます(まだ動いていません^^;)

 VDP(TMS9918)とPSG(AY-3-8910)とシリアル(MC68B50)を搭載し、プリント基板化したSimple8VDPSGをオリジナルCPUに載せた状態が下の写真になります(再掲)。

VDPSG on Simple8Z



 CPU基板では74AS867が結構熱くなるし、VDPSG基板ではTMS9918が結構熱くなります。2枚の基板を接続した際の消費電流は下の写真のように 0.81A 程度になります。
 消費電流が大きいため基板上の電源電圧は 4.74V 程度までに低下してしまいます。
 因みに基板間はピンヘッダで接続(+5Vはピン1本、GNDはピン2本)ですが基板間の電源電圧差はほとんどありませんでした。

 USBコネクタとプリント基板上の電源部分との抵抗値を実測した結果は5V及びグランド共に0.2~0.3Ωでした。
 5V動作で1A程度以上の電流が必要なプリント基板についてはUSB給電以外の電源を考えた方がいいかもしれません(当然、基板上の回路の最低電圧値にも依存)

 主要部品の電源電圧規格を下表に示します。

devicemin[V]max[V]
TMS9918  4.75  5.25
74HCT  4.5  5.5
74HC  2  6


 下の写真はUSB給電している様子です。

Simple8VDPSG on Simple8Zの消費電流



 シリアル通信はすぐに動きましたが、VDPの表示がうまく出ませんorz
 DRAMのリード&ライトがうまくできていないようです(上位4bitは'1'固定で下位4bitは初期値?)

画面表示の状況



 DRAMの信号をロジアナで確認した結果が下図で、ライトサイクルで WE/ がアクティブになる直前に一瞬 OE/ がアクティブになってしまっています。

DRAMタイミング(C:100pF) sampling:25M



※追記 2021/07/11 {
 OE/ のタイミング調整用のコンデンサは前々回の記事に書いた回路図のC11の部分です。回路図では150pFとなっていますが100pFを実装してしまっていましたorz
}
 OE/ 信号のタイミング調整用のコンデンサを120pF、150pFにした場合のロジアナ波形が下図です。

DRAMタイミング(C:120pF) sampling:40M



DRAMタイミング(C:150pF) sampling:25M



 両者共に上記の問題は解消していますがリードアクセス時間のマージンが大きい 120pF を採用することにしました。
 本来ならこのようなアナログ的な調整は極力避けたいのですが、今回は同期回路にするための都合の良い信号が無かった^^;

 念のためにDRAMをブレッドボードで評価した際に使用していたものに交換し、画面表示したサンプルが下の写真です。

DRAMタイミング調整後の画面表示サンプル



 4,5行目の"Hello・・"はテストプログラムで書いたもので、1行目の"@ABC・・"と9行目の'123・・"は自作モニタのI/O命令を使って手動で書いたものです。
 バックグランドにゴミが多く発生していて画面クリアがうまく行っていない模様です(それにしてはフォントデータの書込みはうまく行っているように見える・・でも'J'等にゴミが載ってますね)


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SuperSimpleController(その18)TMS9918Aの接続 その3 [OriginalCPU]

 前回の記事で書いたプリント基板は2021/05/29にELECROWに注文し、6/8に届きました。
 今回は5枚発注したのですがなんと11枚届きました(ELECROWさんではいつも1枚くらい余分に届くのですが今回なんと+6枚w)。
 5枚手配したのがどこかで10枚手配の扱いになったようです。また、配達が完了してから発送通知(しかも添付の写真無し)が届きました。
 コロナ禍の為か受注処理が少々混乱しているようです。

 今回は発送方法を佐川さん(以前は選択肢になかった)に指定したことと残っていたポイントを使ったので結構安く上がりました。

SUBTOTAL $4.90
REWARDPOINTS(USED 196)-$1.96
SHIPPING & HANDLING $7.30
ESTIMATED TOTAL$10.24


 出来上がったプリント基板のトップ面が下の写真です。外観的には特に問題なく綺麗に仕上がっています。

Simple8VDPSG基板のトップ面



 ボトム面も綺麗にできています。

Simple8VDPSG基板のボトム面



 今回使用したRCAジャック(NTSC出力用と音声出力用)は共立エレショップさんから購入したホシデン製のものでフットプリントを自前で作成したのですが、プリントパターンを印刷して確認しなかったこともあり、樹脂部の爪用の穴の位置が若干ずれてしまっていてうまく入りませんでしたorz

RCAジャック実装部



 樹脂の突起部分用の穴の内側をヤスリで少し削りました。ガラエポといってもヤスリで簡単に削れるので作業は楽です。

RCAジャック実装部の手加工



 少し削った結果、パチッとハマるようになりました。

RCAジャック実装部の加工後の実装確認



 部品実装後のトップ面が下の写真です。ICの刻印が写るようにライトの位置を調整しましたが少しテカってしまいました^^;

Simple8VDPSG基板のトップ面



 ボトム面が下の写真です。基板設計時にRCAジャックの基板の淵からの出っ張り具合を少し悩みましたが、丁度いい感じですね。

Simple8VDPSG基板のボトム面



 自作CPU関連の作業がこのところ滞ってしまっていますが、今回は部品実装までです^^;
 今回設計したSimpl8VDPSG基板はSimple8バスでVDP(TMS9918)とPSG(AY-03-8910)を制御できるので制御用のZ80ボードも欲しくなってしまいますね。


★追記 2021/06/20
 CPU基板と重ねるためのスペーサーを3Dプリンタで作りました。下側の基板の足も兼用するようにしました。

スペーサー



 一体化するとこんな感じです。DCジャックの高さもギリギリできわどかったw

VDPSG on Simple8Z



★追記 2021/06/20
 本来ならCPU基板を上側にした方がアドレスバスのLED等も見易くなりいいのですが、今回プリント基板化したVDPSG基板のディバッグを行うためにはVDPSGが上側の方が信号の確認がやり易いのでこの順番で積み上げています。
 将来的には逆順にしたいと思っています。


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本ブログ内の画像が表示されない場合の対処について その2 [その他]

 「本ブログ内の画像が表示されない場合の対処について」のブログで本ブログでの画像が表示されない問題について書き、仮対策としてブラウザ(Chrome)の設定での対処方法を書きました。

 この問題の本質的な解決方法は画像ファイルをhttpsでアクセスするように変更することですが、このためにはhttps対応のwebサーバー環境が必要になります。
 現在のレンタルサーバーは1997年からレンタルしているものでホームページという意味合いよりもこのブログの画像ファイルの置き場所として使っていますが、httpsに対応していないので上記のようにブラウザの設定で仮対処していました。

 しかし、現在のサーバーはhttpsに対応していないばかりか、今となっては機能対費用の観点でもかなり割高になってしまっていますので無料SSL対応で容量が100GB程度の安価なレンタルサーバーを探してみました。

サービス名称プラン名称初期費用月額料金容量無料SSL転送量
StarServerライト100円 ※2275円160GB対応無制限
LOLIPOP!ライト1,650円330円160GB対応500GB/日
CORESERVERV1 CORE-MINI無料218円200GB対応無制限

※1 料金は2021/06/11現在の税込価格で月額は1年間契約した場合の平均月額で算出
※2 2021/7/8 18:00までのキャンペーン価格です

 上記の一覧での比較では似たりよったりの感がありますが、2週間の無料お試し期間のあるStarServerを現在お試し中でSSLや各種設定もブラウザ操作で簡単にできました(WordPressも簡単に導入可能なようですがまだ試していません)。

 直近の10個の記事について画像ファイルのリンク先をStarServerに変更済みで、問題ないか評価中です。
 問題が無いようであれば、レンタル契約を行い、ブログ記事全体の画像ファイルのリンク先を変更(今のところ、手作業で記事毎に変更)する予定です。


★追記 2021/06/21
 本ブログで使っている画像表示スクリプトで画像データのリンク先を新サーバ側にしても問題無いようなのでStarServerのレンタルサーバを1年間分契約しました。
 記事内画像ファイルのリンク先変更作業は折を見て行っていきます。

★追記 2021/07/03
 あまりメンテしていなかった旧サーバのホームページを新しいレンタルサーバに移行した際にアクセスカウンタを自前で作成しました。
 珍しくテキストベースのカウンタなのでこのブログの左上のプロフィール欄にも付けてみました。

★追記 2021/07/04
 追加したアクセスカウンタはカーソルを当てると1日分のアクセス数をポップアップ表示するのですが、この値は管理画面で表示されるカウント値の半分くらいの値でしたorz

 主な原因はスマホ用ページのアクセスがカウントできていないためだと思われます。
 SSプログではスマホのレイアウト設定画面で内容変更に対応していない(PC用及び携帯用のレイアウト設定では内容変更できる)ため、カウンタのCGIの埋め込みはできないようです。
 暫く、様子を見てみますがアクセスカウンタとして機能しないようであれば削除するしかないですね^^;


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TL866II アダプタのスイッチ交換と半田吸取器 [その他]

 「SuperSimpleController(その4)ALUの検討」の記事で書いたように低価格で多機能なROM WriterのTL866II Plusで27C4096(256K x 16bit)より大きなROM(42ピン)を書き込む際はアダプタを使っています。

TL866II Plusでアダプタを使ったM27C322書込み状況



 しかし、このアダプタは下の写真のようにDipスイッチが上側でON(='0'の状態)になるため、スイッチ左側にあるシルク印刷の内容"1/0"と矛盾するので1/0を頭の中で反転して設定する必要がありました。

TL866用アダプタの問題点



 Dipスイッチを単純に180度回転して付け直すとスイッチ番号の順番とスイッチの下にシルク印刷してあるアドレス番号の順番が逆になってしまうので違和感が出てしまいます。
 そこでAlliexpressで適当なスイッチを探して購入しました。このスイッチは下側でON(='0'の状態)なのでシルク印刷の内容と一致し以前のように設定時に脳内で反転する手間が不要になります。

交換用のDipスイッチ



 交換後の状態が下の写真です。スイッチは下側が'0'の方が直感的にも違和感がなく、操作し易くなりました。
 操作方法はなるべく直感に即した方がミスの発生確率が低くなるからねぇ^^

スイッチ交換後のアダプタ



 また、twitterのTLで見かけたシリコンチューブ付き半田吸取器の真似をするためにAlliexpressで注文していたシリコンチューブが届いていたので従来から使っている半田吸取器の先端に付けて、今回のスイッチ交換作業で使ってみました。

届いたシリコンチューブ



シリコンチューブを付けた半田吸取器



 使用した感想としては、吸引した半田くずを出し辛くなる(最悪、ピンセットでつまむと取り出せる)けど、吸引時に密閉されるので吸引力は結構アップします。
 半田ごてのこて先が隙間なく入るようにシリコンチューブの先端にスリットを入れることで更に使い易くなりました。

先端の拡大



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SuperSimpleController(その17)TMS9918Aの接続 その2 [OriginalCPU]

 前回の記事でMSXで使われていたVDP(TMS9918A)を使って自作CPU(Simple8Z)でHello表示できたことを書きましたが、ブレッドボードでは動作が不安定なのでプリント基板化してみることにしました。

 前回の記事の末尾に追記したようにVRAMに4bitのDRAMを使う場合は後続のTMS9118を使った方が回路が簡略化できますが、TMS9918Aに4bitのDRAMを接続した例がネット上では見つからなかったので今回は敢えてTMS9918Aを使うことにします。また、TMS9118は値段が高いのでTMS9918を使った方がチップ数は増えても費用は安くなります。

 MC68B50を使ったシリアルインターフェースを追加しても10cm角の基板では余裕があるので、MSXで使われていたPSG(AY-3-8910)もついでに実装することにしました。

 下図がAlliexpressで購入した単価¥65のPSGです。見るからに再生品(特に一番上のものは左側の丸い窪みが無くなっている)ですが、果たして動作するのでしょうか?
 中華製の廉価なAY-3-8910はYM2149のリマーク品が多いという情報を見つけました(CHEAP “AY-3-8910” ARE ACTUALLY YM2149’S)が互換チップのYM2149には若干機能追加がなされているようです(なのでYM2149だとしても困らないはずです)。

海外通販で購入した PSG(AY-3-8910)



 DRAMも追加購入したので写真を貼っておきます。複数種類のマーキングのものが混在していて、一番右のもの以外はピンも広がっていたので再生品ではないようです。

海外通販で購入した 64K x 4bitのDRAM(D41464)



 いつもはブレッドボードで確認してからプリント基板化するのですが、今回はPSG部分はブレッドボードでの検証無しにプリント基板化してみます。
 作成した回路図が下記になります。SIMPLE8のインターフェースで制御可能なVDPとPSGを実装しているのでボード名称をSimple8VDPSGとしました(上述のようにシリアルインターフェースも実装しています)。

Simple8VDPSGボードの回路図


 今回は12チップ構成ですが小ぶりのチップが多いのでパターン設計は前回のCPU本体よりはかなり楽でした。
 グランドベタ化前のパターン図を下図に示します。左上のDRAM部分はパターンが結構込み入っています。

トップ及びボトム両面のパターン(グランドベタ化前)



 グランドベタ化後のトップ及びボトムのパターンが下図になります。

Simple8VDPSGボードのトップ面パターン



Simple8VDPSGボードのボトム面パターン



 3D表示したものも貼っておきます。

Simple8VDPSGボードの3D表示




★追記 2021/05/28
 使用しているCADはDesignSparkPCB 8.1.2ですがシルク印刷の位置が拡大率によってズレる現象が発生したのでサンプルを貼っておきます。
 フォントは「MS UI Gothic」を使用しています。

拡大時は'G'が右端のピンの上で問題無し 縮小表示時にずれた表示例






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