Журнал Радио 4 номер 2000 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

Журнал Радио 4 номер 2000 год. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА "PLAYSTATION" - РЕМОНТ БЛОКА АДАПТАЦИИ С. РЮМИК, г. Чернигов, Украина   Игровые видеоприставки "Sony PlayStation" популярны во всем мире. Те из них, с которыми чаще всего приходится иметь дело в России и других странах СНГ, обычно имеют блоки адаптации (продавцы нередко называют их "чип-универсал", "чип-декодер" или просто "чип"). Им оснащают видеоприставки перед продажей в странах, откуда они поступают к нам на продажу. Автор делится с читателями секретами этого блока, которые ему удалось разгадать, и опытом его ремонта.

Блок адаптации [1] нужен для работы "Sony PlayStation" с игровыми CD южноазиатского производства, а также с содержащими русифицированные версии игровых программ. Фирмы, занимающиеся адаптацией, не спешат расставаться с "ноу-хау", приносящим им немалые доходы. Но тем не менее, если блок адаптации выходит из строя (а такие случаи известны), то отремонтировать его можно и своими силами.

Различают несколько поколений этих игровых видеоприставок: "единички" SCPH- 1ххх (1995 г.). "тройки" SCPH-Зххх (1996 г.), "пятерки" SCPH-5xxx (1997 г.). "семерки" SCPH-7xxx (1998 г.) и. наконец, "девятки" SCPH-9xxx (1999 г.). По мере возрастания номера модели улучшаются ее энергетические, технологические, надежностные и экономические показатели при сохранении программной и аппаратной совместимости.

На рис. 1, а—д приведены типичные схемы блоков адаптации различных видеоприставок. Позиционные обозначения микросхем, отсутствующие на печатной плате, отмечены апострофом. Бросается в глаза неповторяемость точек подключения блоков к процессорным платам и разнообразие типов микросхем. В качестве микросхемы 1С80Г используют в основном восьмиразрядные микроконтроллеры с внутренним ПЗУ PIC12C508/P. PIC16C54A-041I/P фирмы Microchip Technology, Z86E0208PSC фирмы Zilog или их бескорпусные аналоги. Последние после установки на плату залиты каплей компаунда. Жесткой связи между типом микроконтроллера и моделью "PlayStation" не существует. Например, в приставках SCPH-5502 можно встретить и PIC, и Z86, и бескорпусные контроллеры. Блоки адаптации одних моделей приставки могут не подходить к другим (сравните схемы на рис. 1, а, б, д).

Приступая к исследованию блока адаптации по методике, изложенной в [2]. прежде всего необходимо определить, какой из выводов микросхемы IC801 служит входом, а какой - выходом. Заранее это неизвестно, так как задается программой, находящейся во внутреннем ПЗУ микроконтроллера. Чтобы установить истину, следует изучить осциллограммы всех сигналов, поочередно отпаивая выводы от контактных площадок. Чтобы измерения были корректными (если выход - с открытым стоком), отпаянный вывод следует соединить с источником питания через резистор 100 кОм. Еще один стандартный прием - проверка реакции на нажатие кнопки "RESET" игровой приставки. Сигнал, который на сброс не реагирует, с большой вероятностью - выходной, и наоборот

В результате было выяснено, что устройства, схемы которых показаны на рис. 1, а. п имеют по одному входу тактовой частоты (3,98 или 4,23 МГц) и по два выхода. В блоке по схеме рис. 1, в тактовую частоту 4.433 МГц задает кварцевый резонатор ZQ1. Выходной сигнал PCLK синхронизирует кодер RGB-PAL IC501. Устройство, схема которого приведена на рис. 1. д, содержит два независимых канала: первый — со входом А и выходом В. второй - только с выходом Q2. Этот канал не имеет внешнего входа. Его работу синхронизирует внутренний тактовый RC-генера-тор микроконтроллера 1С80Т. В устройстве по схеме, изображенной на рис. 1. б. формирование сигнала Q2 также синхронизировано внутренним RC-генератором. Входной сигнал END поступает от механического переключателя, расположенного в приводе CD-ROM. Под его воздействием блок адаптации заново генерирует сигнал 02 каждый раз. когда каретка привода достигает начала информационной дорожки лазерного диска.

Чтобы определить моменты, когда "PlayStation" воспринимает сигналы блока адаптации, будем во время загрузки и исполнения игровых программ временно отключать его выходы Q1 и 02 от процессорной платы. Оказывается, во время игры блок адаптации не нужен! Он требуется лишь на протяжении первых 10... 12 с после нажатия на кнопку "RESET". За это время операционная система "PlayStation" дважды проверяет "фирменность" диска: первый раз - перед появлением на экране телевизора логотипа (стилизованного знака PS в виде "кобры" на черном фоне), второй - перед его исчезновением и переходом на загрузку игровой программы. Если в эти моменты сигнал Q2 отсутствует, видеоприставка "зависает", а на экране телевизора появляется та же надпись, что и при попытке работать с диском от IBM PC: "Please insert PlayStation CD-ROM". Аналогичная проверка выполняется после каждого открытия и закрытия крышки доступа к CD. Скорее всего, это сделано для исключения ситуаций, когда игру запускают с "фирменного", а продолжают -с "нефирменного" диска.

Поиск логических закономерностей в сигналах блоков адаптации начнем с канала А — В устройства, схема которого приведена на рис. 1. д. С помощью двухлучевого осциллографа нетрудно убедиться, что В - инвертированная копия сигнала А, причем логической 1 соответствует высокоимпедансное состояние выхода. Эквивалентная схема этого канала - инвертор с открытым стоком (коллектором).

Логический уровень сигнала Q1. предусмотренного в устройствах по схемам рис. 1. а. в, г, устанавливается высоким сразу же после подачи напряжения питания нажатием на кнопку "POWER" и остается таким в течение 0,1... 1.2 с в зависимости от варианта программы микроконтроллера IC801. Все остальное время сигнал Q1 имеет низкий логический уровень, не реагируя на нажатие кнопки "RESET". На выходе 01 иногда можно наблюдать еще два-три коротких (длительностью в десятки микросекунд) импульса высокого уровня до или после основного, но они не оказывают влияния на работу видеоприставки. Устройство формирования сигнала Q1 можно представить в виде ждущего мультивибратора, генерирующего одиночный импульс при подаче напряжения питания. Конечно, в реальных устройствах никакого мультивибратора нет. Сигнал Q1 формируют программно, отсчитывая необходимое число импульсов тактовой частоты. Во многих случаях "PlayStation" нормально работает и без этого сигнала.

Наиболее запутанная картина наблюдается для сигнала Q2. Его генерируют все без исключения блоки адаптации. Очевидно, именно он содержит код, разрешающий загрузку программы с диска. Задача, которую предстоит решить, заключается в выяснении закона чередования низкого (логический 0) и высокого (логическая 1) уровней. Обычный осциллограф здесь не помощник, так как его развертку практически невозможно синхронизировать с сигналом, состоящим из большого числа импульсов переменной длительности. Однако по осциллограмме можно судить, что длительность импульсов как высокого, так и низкого уровня во всех моделях "PlayStation" близка к 4 мс или кратна этому значению. Более подробный анализ возможен с помощью запоминающего осциллографа с большим объемом памяти (С9-27. С9-28 или HP54C45D фирмы Hewlett Packard). Но рядовым радиолюбителям такие приборы, как и сложные логические анализаторы длинных импульсных последовательностей, к сожалению, недоступны.

"Вскрыть" ПЗУ микроконтроллера для анализа его программы практически невозможно. Как PIC. так и Z86 имеют встроенную систему защиты программного кода. Рассчитывать на то. что изготовитель забыл запрограммировать бит защиты - наивно. Нередко у микросхем, установленных в блоки адаптации, все "лишние" выводы обрезаны, а надписи с их корпусов стерты. Для бескорпусного микроконтроллера задача еще сложнее, поскольку под компаундной заливкой, кроме него самого, может находиться и дополнительный узел на жесткой логике.

К счастью, успешно срабатывает метод пошагового анализа генерируемой импульсной последовательности. Микроконтроллеры PIC и Z86 по структуре -статические. Это означает, что их тактовую частоту можно понижать до любого приемлемого значения, вплоть до подачи тактовых импульсов вручную с помощью кнопки. Подсчитав число таких импульсов между изменениями логического уровня выходных сигналов микроконтроллера, можно получить абсолютно точную картину. Зная действительную тактовую частоту микроконтроллера F. нетрудно перевести число импульсов N в длительность соответствующего интервала по формуле t [mc]=N/F [кГц].

Этот способ не годится, если микроконтроллер работает от внутреннего тактового RC-генератора, как в устройствах по схемам, показанным на рис. 1, б. д. Однако, учитывая совместимость разных моделей "PlayStation", есть надежда, что результаты анализа других вариантов удастся распространить и на эти.

"Платить" за простоту метода приходится увеличенным временем на проведение измерений. Например, чтобы проанализировать первые 10 с работы микроконтроллера по схеме, показанной на рис. 1. в. потребуется подать более 44 млн тактовых импульсов. Если делать это вручную с частотой 1 ...2 Гц, процесс займет около года. Ускорить его можно, поручив рутинную работу компьютеру. Подойдет любой - от РА-ДИО-86РК и ZX-SPECTRUM до IBM PC. Необходимо только, чтобы в нем имелись два одноразрядных порта (входной и выходной) с ТТЛ-уровнями сигналов.

На рис. 2 показано, как соединить микроконтроллер PIC с портами ввода/вывода, предназначенными для кассетного магнитофона, имеющимся в любом SPECTRUM-совместимом компьютере. Хотя в видеоприставках такие микроконтроллеры питают, как правило, напряжением 3,5 В. они успешно работают и при напряжении 5 В, так что в дополнительном источнике питания нет необходимости Показанные точки подключения относятся к компьютеру, описанному в [3]. В других случаях нужно найти вход цифровой микросхемы, соединенный через разделительный конденсатор с контактом розетки для подключения магнитофона и аналогичный выход.

Программа анализа написана на БЕЙСИКе и приведена в табл. 1. Она формирует тактовые импульсы в разряде D3 порта 0FEH и проверяет состояние разряда D6 того же порта (это стандартные для ZX-SPECTRUM адрес и разряды порта магнитофона). Для ускорения работы критичные по времени исполнения подпрограммы написаны на языке ассемблера микропроцессора Z80. Их коды записаны в операторах DATA и загружаются в оперативную память компьютера, начиная с ячейки 30000 (строка 30). Обращение к ассемблерным подпрограммам -с помощью операторов RANDOMIZE USR в строках 110 и 120.

После запуска программы необходимо ввести значение тактовой частоты в килогерцах и длительность анализируемого интервала работы микроконтроллера (обычно 10... 15 с). Процедура анализа займет 18...25 мин. Частота генерируемых тактовых импульсов — около 40 кГц, а если ZX-SPECTRUM турбирован - около 60 кГц. При переходе анализируемого сигнала на другой уровень меняется цвет бордюра экрана. Низкому уровню соответствует черный цвет, высокому - белый. Одновременно программа выводит на экран измеренную продолжительность интервала времени, в течение которого уровень сигнала оставался неизменным.

Данные на экране располагаются в четыре столбца, причем числа в нечетных столбцах соответствуют интервалам низкого, а в четных - высокого уровня. Для удобства анализа они округлены до сотых долей миллисекунды (строка 140). Если все операторы PRINT заменить на LPRINT, результаты напечатает принтер. При отсутствии изменений анализируемого сигнала в течение примерно 8 мин программа подает звуковой сигнал, выводит на экран предупреждающее сообщение и прекращает работу (строка 160).

В табл. 2 приведены результаты измерения длительности первых 100 интервалов сигнала Q2 блока адаптации видеоприставки SCPH-5502 при тактовой частоте 4,433 МГц. Первым следует короткий импульс низкого уровня, связанный, очевидно, с инициализацией микроконтроллера. Следующий за ним длинный импульс высокого уровня совпадает с сигналом начальной установки "PlayStation" после включения питания.

В некоторых из проверенных блоков адаптации этого импульса вообще нет или его уровень низкий. Далее циклически повторяются три кодовые последовательности импульсов (КП). разделенные паузами - интервалами низкого логического уровня продолжительностью около 80 мс. Нетрудно заметить, что все интервалы приблизительно кратны 4 мс, что подтверждает результаты измерений, сделанных с помощью осциллографа. Приняв за единицу и обозначив Т значение 4 мс. получим временную диаграмму сигнала Q2, показанную на рис. 3.

Первые 36 тактов всех трех КП идентичны, различаются лишь такты 37-41, а в такте 42, предшествующем паузе между КП, всегда логическая 1. Рабочая гипотеза - каждая из КП служит "ключом" к определенной модели "PlayStation", а исследуемый блок генерирует сразу три "ключа". Теоретически может быть 32 КП, различающихся логическими уровнями в пяти тактах, с 37-го по 41-й. Далее, говоря о КП. мы будем приводить только переменную часть кода, находящуюся в этих тактах.

ЛИТЕРАТУРА
1. Рюмик С. "Sony PlayStation" или особенности схемотехники 32-битных видеоприставок. — Радио. 1999, ╧4—7.
2. Рюмик С. Что внутри "Sega Mega Key"? — Радио. 1999. ╧ 2. с. 23-25.
3. Бун М. "SPECTRUM'-совместимый компьютер. — Радио. 1995, ╧ 7. с. 27.

(Окончание следует)

 

УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ!

Оформить подписку на журнал "Радио", начиная с любого месяца, вы сможете в местном почтовом отделении, а недостающие номера — купить или заказать по почте в редакции. Сейчас в наличии имеются следующие журналы (контактный телефон (095) 207-77-28). Вы можете также приобрести: "Принимаем ТВ непосредственно из космоса" - 44 руб. 30 коп. с пересылкой по России и 54 руб. с пересылкой в страны СНГ.

"Путеводитель по журналу "Радио" за 1991-1999 гг. и "КВ-журналу" 1992 — 1998 гг." - в редакции 19 руб., с пересылкой по России - 24 руб., по странам СНГ - 40 руб.
Деньги за интересующие вас журналы и книги нужно отправить почтовым переводом на расчетный счет (получатель ЗАО "Журнал -Радиои, ИНН 7708023424 р/сч. 40702810438090103159 в МБ АК СБ РФ г. Москва. Мещанское ОСБ ╧ 7811. корр. счет 30101810600000000342. БИК 044525342, почтовый индекс банка 101000). На обратной стороне почтового бланка напишите, за что вы переводите деньги. После того как деньги поступят на наш расчетный счет (а иногда уходит месяц и более), мы отправим вам журналы. Перед тем как переводить деньги, проверьте наличие интересующего вас журнала по информации в последнем номере или на нашем сайте

НАЛОЖЕННЫМ ПЛАТЕЖОМ РЕДАКЦИЯ ИЗДАНИЯ НЕ ВЫСЫЛАЕТ!

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 4 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2018 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.