«Белая кость» - или «не мой» первый собранный Денди-конструктор.

Если вы открыли и читаете эту статью, то наверняка перешли на нее из другой (по крайней мере, я так предполагал) – под названием «Красный Эгоист»: посвященной еще одному экземпляру Денди, собранному пять лет спустя после «Белой кости». А в рамках этой статьи: вспомним прошлое …

Успешная сборка (хотя кто бы сомневался) этого экземпляра приставки и неудачный результат как таковой, фактически поставили жирную точку в эпохе одного из моих творческих направлений - посвященного Денди, которое к настоящему времени, 2019 году, и так уже переживало свой закат.

Да когда-то в далеком 2003, или даже несколько ранее, я с энтузиазмом взялся за изучение архитектуры Денди - любимой игрушки из недалекого тогда детства, с буквально только что полученными знаниями, свежими мыслями и инженерным подходом, приобретенными во время учебы в университете. В то время информации про «потроха» Денди было очень мало, приходилось собирать по крохам, систематизировать – так появился если не исчерпывающий, то по крайней мере лаконичный и достаточно полный материал (подобие студенческой методички) посвященный архитектуре Денди (под обобщенным термином «Денди», как советский подросток из 90-х я подразумевал и до сих пор жаргонно именую весь пар консолей Famicom\NES и их колонов официальных и не очень).

Тогда были планы нарисовать и изготовить свою печатную плату Денди-приставки, а чтобы не изобретать велосипед, а разработать спаять и получить по-своему «оригинальное» (в смысле «уникальное») устройство, т.е. внеся от себя изюминку – было решено сделать «полную», «беззеркальную» Денди (добавив недостающее ОЗУ по адресам зеркал как CPU так и PPU), для совместимости (если вдруг окажется внезапно нужно) обеспечить переключение в классический режим. Но «как на зло» … да, теперь можно сказать что скорее всего именно так – тогда такой мысли и в помине не было. Попалось мне на глаза в сети, что проект печатной платы для сборки Денди же, и не так давно реализован и находится в свободном доступе. Да, никаких расширенных фишек, которые планировал я, в нем и в помине не было – поэтому нельзя сказать что «меня прямо-таки опередили» и моя задумка сделалась бесполезной. Но т.к. рассыпуху и прочие компоненты для сборки дискретной консоли я уже почти собрал, то подумал: а почему бы не спаять Денди по классической схеме на уже спроектированной плате ("dendy junior remastered" revision 2.2 2018) чертёж которой можно легко кинуть на завод для изготовления, все равно же все микрухи в кроватки ставить … Потом на свою плату перекину.

Все было сделано в лучших традициях моих подходов к конструированию техники в то время. Плата была выполнена в белом лаке, т.к. это не только выглядело оригинально, но и позволяло фактически замаскировать трассировку дорожек, а в части изящества получить устройство в сборе всего в двух цветах: белом и черном.

Задумано – сделано. И сделано просто на отлично! Да, в процессе конечно пришлось разрешать попутно возникающие проблемки и нюансы – куда ж без этого …

Красота! Да вот только не заводится консолька!

А дальше начался долгий цикл осмысления происходящего, с замерами, пропайками, тестированием разных процессорных комплектов, памяти, транзисторов в узле тактового генератора, и т.д. и т.п. А по мере сужения круга «подозреваемых» в полной неработоспособности системы снижались и интерес, и активность – затея выглядела не только словно бессмысленной, но и уже не интересной. К тому же к тому времени я уже вовсю занимался тематикой Мегадрайва.

Информации для: «Белая кость» не заводится и по сей день (2024 год)… А вот что было проверено и/или заменено (совместно с эффектом результативности данных действий) за все эти 5 лет (когда периодически возвращался к этой поделке) тезисно опишу ниже:

• Т.к. PPU стабильно рисовал на экране однотонный холст, то можно было сделать вывод что генератор исправен и с базовой тактовой частотой (номинала кварцевого резонатора) все в порядке (т.к. при отключении кварца или подключении несоответствующего номинала на экране был шум) – а стало быть тактовый сигнал приходит на CPU. Однако, в свою очередь с CPU тактовый сигнал (тот что на 31 ноге проца, а в слоте именуется как M2) – отсутствует (т.е. «делитель» не пашет, проц и система не заводятся). Пропайки и промывки погоды не делали (а с чего бы?), дополнительные емкости по питанию, как и питание от разных экземпляров и видов источников питания - тоже. Всю схему прозванивать было лениво, да и белый лак этому явно не способствовал – хотя с другой стороны сомнений в качестве заводского изготовления платы не было, как и в качестве ее сборки (тем более после не первой пропайки и детального осмотра). Накосячил автор платы? – или скорее тот, кто делал её рестайл: перекомпоновывал элементы, менял форм-фактор микросхем памяти? Ведь судя по отзывам в сети первые редакции JNR-01 у кого-то работают …
• Или виновата … например, память? Оригинальный Фамиком имеет память с временем доступа 200нс, я сначала купил и поставил такую (HM6116LP-4, типа «JAPAN»). Столкнувшись с неудачей предположил, что возможно в древние времена (80-е годы) память была более качественная и соответствовала характеристикам точь-в-точь, а не как позднее (в 90-е) когда не исключено что погрешность и качество изготовления «ретро железа» ухудшилось (до уровня «подделок») – а в это время, например, 200нс (суффикс «-4») есть предел для минимального требуемого уровня отклика (хотя вроде и нет) для Денди-системы. Была куплена память на 150нс («-3»), хотя купить микрухи в «широком» 26-ногом корпусе оказалось непросто и не дешево (а корпус такой был выбран, чтобы была возможность ради «феншуя» или «по-приколу» заюзать советскую память к537ру10 имеющуюся в наличии). Не взошло. Может вся память HM6116LP битая или паленая или просто глючная? Насчет последнего, впрочем, небезосновательные подозрения были и есть: в программаторе TL866 полностью успешно все проверки проходят далеко не все купленные чипы (чтение/запись – проходят многие, а вот два последних теста - нет). Выбираем и тестируем в Денди, разумеется, только лучшие. Спустя какое-то время была обнаружена в продаже и куплена память с другим лейблом нужного форм-фактора GM76C28A. И быстродействие достаточное, и проверки все проходит, и внешний вид микросхем не заставляет усомниться в их первозданной маркировке. А толку – все равно никакого! Была уж мысль из Фамикома память достать, проверить. Но там микрухи «узкие», колхозить адаптеры не хочется, готовых за разумную цену или хотя бы плат/чертежей – нет. Можно нарисовать, но лениво. Да и насчет явной причастности памяти к неработоспособности системы в целом подозрений становилось все меньше и меньше …
• Процессорные пары (CPU+PPU) все заведомо исправны и работают на плате японского Фамикома в любой комбинации;
• Рассыпушная «логика» тоже была опробована разная: ТТЛ, ТТЛШ, КМОП (соответственно серии LS, ALS, HC) – безрезультатно;
• Транзисторы в генераторе вместо оказавшихся под рукой c945 были заменены на рекомендованные с2785 (хоть и найти их тоже оказалось непростой задачей) – и опять безрезультатно. С другой стороны: генератор то работает! - «холст» PPU отрисовывает отлично (цвет отличается в зависимости от стандарта и экземпляра PPU). Позднее, с покупкой осциллографа (с возможностью визуализации сигнала частотой выше 10МГц), имел даже возможность убедиться в точности работы генератора, а также в том, что подстроечный конденсатор на пару десятков пикофарад (который тоже непросто было найти и купить) не способен априори внести сколь либо существенный вклад (он варьирует частоту генератора в диапазоне пары десятков герц, не более – т.е. может устранить погрешность кварцевого резонатора для минимизации шумов на картинке. На факт запуска CPU он, естественно, повлиять не может). На данном этапе получается отметаем причастность генератора – частота «как в аптеке» и очень стабильна. Идея сделать/протестировать отельный внешний генератор по альтернативной схеме или «кинуть провод» с платы Фамикома поначалу отметалась – но позже, всеже не поленился и подключил (тремя проводами) генератор с платы Фамикома - итог: безрезультатно;
• Иии … А все вроде перепробовали! Словно плата «заколдованная», с питанием, как уже упоминал выше, разумеется, тоже все в норме – перепробовал разные блоки питания, стабилизаторы, питание напрямую от пяти вольт.
• Докучи даже слот перепаял, т.к. грешил на его низкое качество и плохой контакт …

Так и легла «Белая кость» в долгий ящик всей своей сущностью: как «мощи», на хранение – толку нет, а выбросить жалко. Где и лежит до сих пор … На вид - конфетка, но мертвая.

2024 год.

Достал я «Белую кость» вновь, когда благодаря сборке «Красного Эгоиста» появились очень интересные наблюдения. Экземпляр еще одного Денди-конструктора, результат сборки которого я для себя назвал «Красный Эгоист» (и написал о нем отдельный материал) представляет собой немного «отшлифованный» вариант оригинальной платы JNR-01 (но не испохабленный рестайлингом), был куплен на Авите просто потому что под руку попался, да и по стечению случайностей мне вдруг захотелось не только что-нибудь просто собрать (не занимаясь разработкой),  но и все же убедиться в реальной неработоспособности данной конструкции Денди-клона как такового, ведь эта красненькая платка к первоначальной авторской трассировке максимально близка (не считая скругленных углов дорожек и восьминогого видео-усилителя вместо пары транзисторов, что не существенно). Подогревала также мыль о инфе из сети, что вроде у некоторых по стечению обстоятельств подобные платы работают … Но мне хотелось уже доказать обратное ;-0

Красный Эгоист был собран (очень бережно, внимательно и технологично), и … Он тоже не работает! Выдает такой же чистый холст как и Белая кость. УРА! Момент истины – я не расстроился, а даже рассмеялся, т.е. если и почувствовал себя лохом – то раскусившим лохотрон! А вместе с этим получил еще раз бесценный опыт, известный издавна: «хочешь сделать хорошо – сделай сам». Идея создать собственную плату вновь мелькнула на горизонте. Но в чем затыка-то все-таки в этих платах? На них же не полный сюрбор, а нечто претендующее на истину … Во всеоружии стал измерять и тестировать Красного Эгоиста: благо сквозь лак его платы просто отменно видна трассировка, что сильно облегчает отладку (это тебе не белый, непрозрачный лак).

И экспериментально получилось так, что на этой красной плате JNR-01 заводится лишь NTSC-шный процессорный комплект (т.е. процессор с делителем /12), другие процессоры (делители /15 или /16) – не заводятся, сигнала M2 на выходе с них нет. Получается, что ведь именно в отсутствии тактового сигнала M2 не в последнюю очередь причина «не запуска» программы с картриджа, чтение памяти схемотехнически привязано к этому сигналу.

И вот этот момент послужил интересной отправной точкой. Значит дело все-таки в процессоре, но т.к. все его экземпляры исправны, хоть и по разному «капризны» - то причина все же в генераторе? «Не кошерный» он сигнал выдает по мнению CPU? Все-таки стоит сделать внешний генератор по альтернативной схеме (как была мысль ранее), или же просто сделать внешний делитель? (в обход того что встроен в процессор – подобно тому, как внешний делитель установлен на первой ревизии платы Мегадрайва).

Возвращаемся к Белой кости вновь. Убеждаемся что NTSC-шный комплект (в отличие от других и успешно работающий на Красном Эгоисте) тут хоть и не заводится в полной мере, но сигнал M2 на выходе есть! - причем вполне себе стабильный … Значит, с учетом работоспособности Красного Эгоиста, все-таки память? Ха-ха ;-) Что сначала – переходники на память или альтернативный генератор ваяем? Делитель делать – отпадает (по крайней мере для одного из экземпляров проца).

Хорошо, значит генератор. Самое простое из того что приходит в голову – применить типовую схему включения микросхемы-генератора кр531гг1. Собираем, подключаем (тремя проводами: питание от приставки, плюс выход тактового сигнала) путем установки процессора еще через одну цанговую кроватку с вытащенным пином для коннекта проводничка напрямую к ноге. И чуда не происходит, система «не взлетает». Заодно, пользуясь механической возможностью, также тремя проводами запитал и подал тактовый сигнал с платы Фамикома (с вытащенными с нее процами) – результат аналогичный. Можно сделать вывод что тактовый генератор роли не играет? Похоже на то.

Остается только память? А пока вновь прячем Белую кость под сукно …

***

PS.

И еще: в чем принципиальное отличие данных плат от древнего Фамикома где всё и без капризов работает? Как вариант: в неуемном стремлении минимизировать длину разводки аналоговых сигнальных выходов низкочастотного звука и видео (с CPU и PPU) от элементов усиливающих их и до разъемов на плате, а также увеличить их обособленность от других сигнальных цифровых линий – авторы JNR-01, а вкупе и рестайлеры, положили болт на более важный для работоспособности нюанс: длину проводника от тактового генератора до процессора! Ведь в чем основное отличие платы Фамикома, где на первый взгляд руководствовались только минимизацией занимаемой площади и напихали все вперемешку и впритык – там все расстояния кратчайшие …

MiGeRA (2019-2024)