SuperSimpleController（その２４）VDPSG基板の改版その２

　前回の記事で書いたように自作CPUボード（Simple8Z）用に作成したサブボード（Simple8Vdpsg）の修正版のプリント基板がALLPCBさんから2021/09/04に届きました。手配したのが2021/08/28 23時なのでかなり速いですね＾＾

ALLPCBさんから届いたプリント基板

　出来栄えは下の写真のように特に問題ないものでした（久々に緑色の基板です）
　無料クーポン使用時のソルダーレジストの色は緑か白の2択のようです。
　送料も込みで無料というALLPCBさんの太っ腹なクーポンサービスはありがたいですね（どういうビジネスモデルなのか心配になってしまいます）

Simple8Vdpsgプリント基板（トップ面）

Simple8Vdpsgプリント基板（ボトム面）

　プリント基板は短期間で製造してもらったのですが、RCAジャックが見つからず共立エレショップさんから再購入したこと等もあり部品の取付が遅くなりました^^;
　自分自身のメモの意味合いも込めて部品取り付け後の写真を貼っておきます。
　RCAジャックのフットプリントを今回修正していますが問題無くピッタリ入りました＾＾

Simple8Vdpsg基板（トップ面）

　下の写真がボトム面になります。修正箇所の反映が一カ所漏れていたのでジャンパー線が1本発生してしまいましたorz
　今後のこともあるので再発防止策も検討しておきたいと思います。
　今回は目立たないようにジャンパー線の色を基板の色に合わせました。

Simple8Vdpsg基板（ボトム面）

　13個のDIP ICで構成される自作のオリジナルCPU（Simple8Z）と連結した状態が下の写真です。

CPUボード(Simple8Z)とサブボード(Simple8Vdpsg)の連結

　部品実装が終って試験プログラムを動かしてみるとVDP（TMS9918）の表示のみならずPSG（AY-3-8910）も動作しませんorz
　PSG側は回路図の机上確認でPSGのA9/ピンをGND接続に変更するという修正が漏れていたことに気が付き、ボトム面の写真のように基板を修正して動作するようになりました。

　VDP側は表示が不安定な状態で下の写真のような表示になってしまいます。

NG状態の画面表示例

　参考に画面表示が安定した際の表示例も貼っておきます。

参考）安定動作時の画面表示例

　表示するテキストコードはVRAMに概ね書けていますが、キャラクタの表示色を指定するカラーテーブルがうまく設定できていないような状態に見えます。

　カラーテーブルをモニタのOUT命令を使って設定するとうまく表示するようになったりするのでDRAMへの書込み動作が不安定な状態のようです。
　カラーテーブル設定時のDRAMのRAS/,CAS/,WE/等の信号をざっと確認して見ると下図のような状態で想定通りのように見えます。

DRAMライト時のタイミング（NG時）　ロジアナサンプリング：40MHz

　NG原因が判らないのでDRAM(uPD41464-10)のライトサイクルの各タイミングが規格を満たしているか測定した結果が下図になります。
　図中の青色文字が規格値（アクセスタイム100nsの場合）で茶色と赤色の文字が測定値です。ロジアナのサンプリングは40MHzなので時間分解能は25nsになります。

DRAMライトサイクルのタイミング確認結果

　2ヶ所ある赤色の星マーク部が規格を満たしていない箇所です。
　tRCDは最大50nsとなっていますがデータシートに注意書きがあり、この値はアクセスタイム100nsを保証する場合の値であり、この値よりも大きい場合、アクセスタイムはtCAC(Access time from CAS/)に依存すると書かれています。tCACは最大50nsなので今回の場合は問題ありません。

　もう一つのNG箇所であるtRWLは純粋に規格を満たしていないので、これが原因で不安定な表示になっているものと推測されます。
　対処するにはRAS/信号を遅らせるかWE/信号を早める必要があります。後者の対処をすることにし、もともとHCT245の遅延時間対応のために付けていたWE/信号を遅延する部分が過剰だったのでCRの遅延を無くすためにC12を取り外して動作確認したところ表示が安定するようになりました（図中のMWR/信号はVDPから出力されるR/W信号です）

tRCDタイミングの修正箇所

　　　★変更　2021/09/16　R3を削除すると不安定になるので残すように変更

★追記　2021/09/16　{
　上図の回路変更でR3も削除するように書いていましたが、実際にR3をショート状態にしたところ画面表示が不安定になったのでR3は残すように変更しました。パターン上はC12のみ削除するようにしたいと思います。
　尚、下図のロジアナでの測定時はR3がある状態で測定しています。
}
　安定動作時のDRAMライトタイミング図も貼っておきます。tRWLは50nsになり、規格を満たすようになりました。

DRAMライト時のタイミング（OK時）　ロジアナサンプリング：40MHz

★追記　2021/09/15
　ハードディバッグ時の写真を貼っておきます。
　フッククリップは高級品の方が使い易そうなのですが結構高いので安価なものを使っています。
　ラジオペンチで先端のピンを整形しながら使っています。
　周りの状況はあまりにも混沌としているので写せませんｗ

ハードディバッグ時の状況

★追記　2021/09/21
　タイミング調整可能なようにC12のパターンは残すこととし、修正版をVer0.03としてALLPCBさんの太っ腹クーポンを使って9/20に製造依頼しました。

Vdpsg基板の修正

★追記　2021/09/25
　今回はALLPCBさんに9/20に製造依頼してなんと9/25の朝に届きました。
　パッケージに書いてあるように SO QUICK です^^
　今回も6枚入っていました。

早々に届いたプリント基板

★追記　2021/09/27
　製造と配達の工程記録を貼っておきます。

No.	Process	Time(GMT+8)
1	Cutting	2021-09-20 T21:30
2	First Drilling	2021-09-20 T21:46
3	Copper Plating	2021-09-21 T01:25
4	Panel Plating	2021-09-21 T03:09
5	Dry Film Coating	2021-09-21 T05:01
6	Circuit Inspection	2021-09-21 T05:49
7	Etching	2021-09-21 T05:49
8	Etching Inspection	2021-09-21 T05:59
9	Solder Mask	2021-09-21 T05:59
10	Solder Mask Positioning	2021-09-22 T09:20
11	Solder Mask Positioning Inspection	2021-09-22 T11:27
12	Silk Screen	2021-09-22 T11:28
13	Surface Finishing	2021-09-22 T15:14
14	Testing	2021-09-22 T16:09
15	Profiling	2021-09-22 T20:22
16	FQC	2021-09-22 T21:52
17	Final Inspection	2021-09-22 T21:52
18	Packing	2021-09-23 T00:43

     Time                      Operation
2021-09-23 12:00:00     Shipment picked up
2021-09-23 15:41:00     Processed at ZHEJIANG PROVINCE-CHN
2021-09-23 16:19:00     Departed Facility in ZHEJIANG PROVINCE-CHN
2021-09-23 16:30:30     Clearance processing complete at EAST CHINA AREA-CHN
2021-09-23 19:10:00     Arrived at Sort Facility EAST CHINA AREA-CHN
2021-09-24 01:20:00     Processed at EAST CHINA AREA-CHN
2021-09-24 01:44:00     Departed Facility in EAST CHINA AREA-CHN
2021-09-24 09:59:00     Transferred through NARITA-JPN
2021-09-24 10:06:02     Customs status updated
2021-09-24 11:59:00     Clearance processing complete at TOKYO-JPN
2021-09-24 13:10:00     Processed at TOKYO-JPN
2021-09-24 13:32:00     Departed Facility in TOKYO-JPN
2021-09-24 14:19:00     Arrived at Delivery Facility in YOKOHAMA-JPN
2021-09-24 16:01:00     Forwarded for delivery
2021-09-25 07:06:00     Forwarded for delivery
2021-09-25 09:40:00     Delivered - Signed for by

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