Несмотря на прогнозы скептиков, 16-разрядная ИВП "Sega Mega Drive-II" продолжает удивлять своим долголетием. Учитывая доступность и широкий выбор дешевых игровых картриджей, она по прежнему желанный подарок для детей младшего школьного возраста. Ее же можно считать чемпионом по числу известных вариантов исполнения. В предлагаемой статье рассматривается история развития этих ИВП и отличительные особенности их модификаций, в том числе последних выпусков.

Японская фирма SEGA Enterprises Ltd. в 1987 г. переживала не лучшие времена [1]. Ее восьмиразрядная приставка "Sega Master System" (SMS) значительно отставала по популярности от "Nintendo Entertainment System" (NES — прародительницы "Dendy". Выпускающая NES фирма Nintendo контролировала 92 % американского и 95 % японского рынка видеоигр. В США каждая третья семья имела ИВП, в подавляющем большинстве случаев — NES.

Чтобы изменить ситуацию, на фирме SEGA собрали сильную команду инженеров под руководством Хидеки Сато (Hideki Sato), поставив ей задачу через год представить миру 16-разрядную ИВП. Прообразом послужил игровой автомат "System 16" фирмы SEGA. Именно у него была заимствована двухпроцессорная архитектура: MC68000 (Motorola) и Z80 (Zilog).

Официальная дата рождения "Sega Mega Drive" (MD) — 29 октября 1988 г. Именно в этот день ее первые экземпляры появились в продаже в Японии. Презентация на американском рынке состоялась 14 августа 1989 г., но под торговой маркой "Genesis", так как слово "megadrive" оказалось уже зарегистрированным одной из фирм США на свое имя.

Первые продажи MD в Европе состоялись в ноябре 1990 г. в Англии. К ИВП прилагалось более десятка игр, разработанных фирмами Namco, Electronic Arts, Konami. Если учесть совместимость (через специальный адаптер) с картриджами для SMS, общее число доступных потребителю игр достигало сотни. Хорошее быстродействие, насыщенная цветовая палитра, стереозвук, разнообразная периферия — вот перечень достоинств MD. Но главное — она стала первой общедоступной 16-разрядной ИВП.

Различные варианты MD несли фирменное обозначение "МК-1601-хх". Были выпущены региональные версии: японская, американская, европейская, азиатская. Все они — в прямоугольном корпусе размерами 285x225x50 мм (на рис. 1 —ИВП американского варианта), различаясь форматами телевизионного сигнала (PAL или NTSC), языками надписей, деталями внешнего оформления, блоком питания, рассчитанным на 120 или 220 В. В европейских MD не было 9-контактного разъема "ЕХТ", в японском варианте предназначенного для подключения модема. MD была снабжена гнездом для подключения головных стереотелефонов и движковым регулятором громкости. Особенности схемотехники и ремонта этой ИВП освещены в [2].

В 1993 г., спустя пять лет с момента появления MD, фирма SEGA выпустила новые, более дешевые модификации приставок "Mega Drive-II (MD2) и ее американский вариант "Genesis-2" сохранив программную совместимость "снизу-вверх" с MD.

Основные отличия MD2 от MD:

• нет гнезда для головных телефонов и регулятора громкости:
• на разъем "A/V OUT" выведен стереосигнал звука;
• внутренний ВЧ модулятор заменен внешним;
• в джойстик добавлены кнопки "X", 'Y', "Z", "MODE";
• программно разделены процедуры "холодного" и "теплого" старта;
• предусмотрена проверка соответствия региональной принадлежности картриджа и приставки.

Фирменное название моделей ряда MD2 — "М К-1631-хх", хотя встречаются и другие, например, "МК-1632-хх", "НАА2502", "KW-501". На рис. 2 показан внешний вид европейской версии MD2 в унифицированном квадратном корпусе размерами 210x210x50 мм.

В 1992—1994 гг. во всем мире 16-разрядные ИВП фирмы SEGA были в зените славы. Чуть позже пальму первенства по объему продаж перехватила ИВП "Super Nintendo", затем наступило время 32-разрядной "Sony PlayStation". С 1996 г. центр "зоны обитания" ИВП фирмы SEGA переместился в Бразилию и Китай, а затем — в страны СНГ.

В конце 1997 г. была предпринята попытка возрождения MD2. Фирма Majesco (США) выпустила по лицензии сверхоблегченный вариант ИВП под названием "Genesis-З". В ней отсутствует системный разъем, что исключает соединение ИВП с MegaCD, упрощены некоторые функции, возложенные на процессор Z80. По внешнему виду новая модель — нечто среднее между хоккейной шайбой и CD-плеером. Преимуществами перед "Genesis" и "Genesis-2" стали относительная дешевизна (30...50 долл. США) и возможность работы с фирменными японскими игровыми картриджами.

Фирма SEGA официально прекратила поддержку своих 16-разрядных ИВП в 1998 г. Всего за 10 лет было продано приблизительно 30 млн. приставок, создано для них более тысячи игровых программ и трех тысяч разновидностей картриджей. Известны некоторые оригинальные модификации. Среди них "Sega Nomad" — портативная MD2 со встроенным трехдюймовым ЖКИ, "Wondermega" — симбиоз MD2 и MegaCD, ориентированный на караоке и проигрывание музыкальных MIDI-файлов, "МедаРС" - гибрид компьютера IBM PC-386 и MD2, предназначенный главным образом для разработки игровых программ.

РАЗНОВИДНОСТИ MD2

Подавляющее большинство распространенных в странах СНГ ИВП — азиатские и европейские версии MD2. Их следовало бы называть М02-совместимы-ми, поскольку построены они не на фирменных СБИС SEGA315-xxxx, а на их копиях различных производителей. Изредка встречаются лицензионные MD и MD2 (оба варианта выпускали вплоть до 1995 г.). Американские ИВП "Genesis", в том числе "Genesis-З", в странах СНГ не получили распространения.

MD2 условно делят на три поколения по годам выпуска: с 1993-го по 1996 гг. — первое, 1997 и 1998 гг. — второе, 1999 г. и позднее — третье. Различаются они в основном степенью интеграции и числом СБИС. Например, начиная с MD2 второго поколения, процессорные ядра MC68000 и Z80 упакованы в одну СБИС-"мультипроцессор". Среди ремонтников она известна под названиями "97хх" или "98хх", хотя на самом деле это дата изготовления микросхемы: первые две цифры — год (1997 или 1998), следующие за ними — порядковый номер недели этого года.

Выяснить по надписи на нижней стороне корпуса, к какому поколению относится приставка, удается не всегда. Корпусы MD2 унифицированы и взаимозаменяемы, поэтому не следует удивляться, обнаружив, например, в корпусе с названием НАА2502 плату ИВП первого поколения. Точно определить тип и поколение ремонтируемой MD или MD2 проще всего по позиционным обозначениям и типам установленных на ее плате микросхем.

В видеоприставках установлены следующие микросхемы: 1 MC68000 или ее аналог. 2. Z80 или ее аналог. J. YM2612 или SE-95. 4. SEGA315-5433 или SE-94 в корпусе QFP-160. 5. В корпусе QFP-128. 6. SEGA315-5364. 7. SEGA315-5309. 8. ТА-07 в корпусе DIP-24. 9. ТА-05 в корпусе QFP-80. 10. ТА-04 в корпусе QFP-100. 11. Одна из SEGA315-5660, MD270, "GO ONE". 12. Может отсутствовать. 13. PCS8301M в корпусе QFP-208. 14. "97хх" или '98хх" в корпусе QFP-208. 15. TV16B в корпусе QFP-160. 16. SM-801 в корпусе QFP-160.

Табл.1 содержит сведения о наиболее распространенных вариантах, хотя встречаются и другие. Ниже перечислены микросхемы различного функционального назначения, которые применяют в MD и MD2. В скобках приведены названия фирм-изготовителей микросхем.

Центральный процессор: МС68000Р, MC68000L, МС68НСОООР (Motorola); SCN68000 (Signetics) — в корпусе DIP-64. HD68HCOOOCP (Hitachi): MC68000FN (Motorola) — в корпусе OFP-68.

Дополнительный процессор:Z84000 (GoldStar); Z80A (Zilog): Z80CPU (Mostek); Z80ACPU (STMicroele LH0080 (Sharp); TMPZ84COO (Toshiba); MPD780C (NEC); KP1858BM1 (Россия) — в корпусе DIP-40. Z84C0008 (Zilog): 84COOAU-6 -в корпусе QFP-44.

Видеокодер: СХА1145М (Sony); MB3514 (Fujitsu); KA2197D. KA2198BD (Samsung) — в корпусе SOP-24. CXA1145P (Sony) — в корпусе DIP-24. MC13077P (Motorola) — в корпусе DIP-20.

Аудио-ОЗУ: SRM2064. SRM2A256 (Seiko Epson); MK48H64 (STMicroelectronics); TC5564, TC5565 (Toshiba); MB8464 (Fujitsu); HY6264 (Hyundai); HM6264 (Hitachi); CY6264 (Cypress); MT5C6408 (Micron); M5M5178 (Mitsubishi); CXK5863, CXK5864 (Sony); MPD4364, MPD43256 (NEC); TMM2064; HSRM2264; MCM6264 (Motorola); UM6264 (UMC); AKM6264 (Asahi Kasei); LC3664 (Sanyo) — в корпусе SOP-28.

Видео-ОЗУ: НМ53461 (Hitachi); MPD41264 (NEC); M5M4C264 (Mitsubishi); MB81461 (Fujitsu); MT42C4064 (Micron); V53C261 (Mosel-Vitelic); TMS4461 (Texas Instruments) в корпусе DIP-28. HM53462 (Hitachi) — в корпусе DIP-24. MSM54C864 (OKI) - в корпусе SOJ-40.

Основное ОЗУ: НМ62256, HM66203 (Hitachi); MPD43256 (NEC); KM62256 (Samsung); SRM20256 (Seiko Epson); CXK58257 (Sony); ATT7C256 (AT&T); CY7C199 (Cypress); IMS1630LH (STMicro-electronics); UM62256 (UMC); HY62256 (Hyundai); MB84256 (Fujitsu); M5M5256 (Mitsubishi); MS62256(Mosel); MCM51L832 (Motorola); GM76C256 (GoldStar); Idt71256 (IDT) — в корпусе SOP-28. LH52258D (Sharp); 61256PT — в корпусе DIP-28, TC511632FL (Toshiba) — в корпусе SOJ-40.

Канал звука: НА17902Р (Hitachi); MPC324C, MPC3403C (NEC); SM8652; ICPA324; KA324 (Samsung); KIA324P (KEC); LM324, MC3403P (Motorola); CA324G (RCA) — в корпусе DIP-14. KA324D (Samsung); LM324D (Texas Instruments); LM324M (National Semiconductor) — в корпусе SOP-14.

УМЗЧ стереотелефонов: СХА1034Р. CXA1634P (Sony) — в корпусе DIP-16. LM358 (Texas Instruments. On Semiconductor, Philips, National Semiconductor, STMicroelectronics); GL358 (Hyundai); ICPA358; KA358 (Samsung) — в корпусе DIP-8.

Стабилизатор +5 В: L7805 (STMicroelectronics); LM7805 (Fairchltd); NV7805C; OTI7805; KA7805 (Samsung); KIA7805 (KEC); ML7805; AN7805 (Panasonic); uB7805; uA7805 (National Semicomductor); HSMC7805; GL7805 (Hyundai); UTC7805 (Unisonic Technologies); UC7805 (Texas Instruments).

Микросхемы одного и того же назначения в одинаковых корпусах, выпущенные различными фирмами, как правило, взаимозаменяемы. С появлением новых моделей ИВП список расширяется. О приставках MD2 первого поколения рассказано в [2]. Схема и подробная методика ремонта MD2 второго поколения приведены в [3, 4].

Схема MD2 третьего поколения — на рис. 3. Это не официальный документ фирмы SEGA, а результат анализа устройства приставок, побывавших в руках автора. На этом же рисунке схематически изображено расположение основных узлов приставки и показан внешний вид ее разъемов.

В быту подобные видеоприставки иногда называют однокристальными, поскольку все основные функции выполняет одна СБИС U5. Она взаимодействует лишь с основным ОЗУ объемом 32Кх16 бит (микросхемы U7, U8) и видео-ОЗУ объемом 64Кх8 бит (микросхемы U9, U10). Канал звука выполнен на ОУ U2.2-U2.4.

Подобно ИВП предыдущих поколений, сигналы SOUND1 и SOUND2 — выходные соответственно левого и правого каналов музыкального синтезатора, функционально аналогичного микросхеме YM2612 фирмы Yamaha, но находящегося все в той же СБИС U5. Сигнал SOUNDS — выходной канала PSG (Programming Sound Generator). Его четырехголосное звучание напоминает "Dendy". Прообразом PSG послужила микросхема SN76489 фирмы Texas Instruments. Выведенные на разъем S2 "Cartridge" цепи SOUND4, SOUNDS — технологические входы канала звука. Они служат для его проверки без вскрытия ИВП.

ОУ U2.2 и U2.3 охвачены отрицательной ОС по цепям R13C6 и R14C7. Верхняя граница полосы пропускания этих каскадов — 7,2 кГц. Чтобы расширить полосу, рекомендуется уменьшить до 200 пФ номиналы конденсаторов С6 и С7.

Сигналы S-RIGHT и S-LEFT предназначены для подачи на внешний УМЗЧ. К сожалению, во многих вариантах MD они на разъем CN2 "A/V OUT" не выведены, что не позволяет услышать стереофоническое звуковое сопровождение игр. Операционный усилитель U2.4, суммируя сигналы левого и правого стереоканалов, формирует монофонический сигнал AUDIO, подаваемый через разъем CN2 на ВЧ модулятор или на вход монофонического УМЗЧ.

Работу ИВП синхронизирует генератор, находящийся в СБИС U5. Его частота (17,734475 МГц) задана кварцевым резонатором Х1. Значение не случайное — четвертая гармоника поднесущей сигнала цветности в системе PAL. Тактовая частота процессорного ядра (7,6 МГц) — 3/7 частоты генератора.

Резонатор Х2 устанавливают только в американских и японских моделях ИВП, формирующих телевизионные сигналы стандарта NTSC с частотой поднесущей цветности 3,58 МГц. Тактовая частота процессора в этом случае — 7,67 МГц. Резонаторы Х1 и Х2 и телевизионные стандарты переключают с помощью перемычек J5.1, J5.2 и группы перемычек J4. Назначение последних следующее:

 

• J4.1 ("O/J") — удалена в японских моделях ИВП;

• J4.2 ("N/P") — стандарт NTSC или PAL;

• J4.3 ("TV N/P") — частота поднесущей цветности 3,58 или 4,43 МГц;

• J4.4 ("6/5") — частота телевизионных полей 60 или 50 Гц.

Триггер Шмитта на ОУ U2.1 контролирует напряжение в цепи +5 В. Если по какой-либо причине оно понизилось, конденсатор СЕ2 быстро разряжается через диод D2, а после восстановления напряжения медленно заряжается через резистор R11.

Сформированный на выходе U2.1 отрицательный импульс сброса длительностью 0,2...0,3 с поступает на вывод 158 микросхемы U5. Этим предотвращают зависание микропроцессорной системы при "провалах" питания. Замыканием цепи WDOG (контакт В2 разъема S2 "Cartridge") на общий провод (GND) можно перезапустить ИВП.

В табл. 2 приведены перечень и назначение всех цепей, выведенных на разъем S2. Напряжение питания ИВП стабилизировано микросхемой Q1 L7805CV (STMicroelectronics). Диод D1 защищает от случайной подачи напряжения питания неправильной полярности.

Конструктивно приставка состоит из трех печатных плат, соединенных между собой ленточными кабелями. Боковой разъем "System" в данной модели, как и в "Genesis-З", отсутствует. Следует отметить, что хотя в MD2 первого и второго поколений 60-контактный системный разъем есть, нередко случается, что на него выведены далеко не все цепи, необходимые для соединения ИВП с модулем MegaCD.

ОСОБЕННОСТИ РЕМОНТА

Приблизительно 70 % неисправностей MD2 всех поколений приходится на выходы из строя микросхемы стабилизатора напряжения +5В и на обрывы проводов в шнуре сетевого адаптера, в обмотках трансформатора питания, в кабелях джойстиков, в межплатных соединениях. Эти дефекты легко находят "прозвонкой" проводов омметром и измерением напряжений вольтметром. В частности, напряжение на выводе 1 интегрального стабилизатора Q1 (см. рис. 3) должно быть не менее 8В, а на его выводе 3 — 5±0,15 В.

При поиске дефектов MD и MD2 можно пользоваться MFD-таблицами, относящимися к розетке подключения картриджа, основному и видео-ОЗУ [3]. Очень часто критерий исправности микросхемы - температура ее корпуса. Если спустя минуту после включения ИВП к какой-либо из микросхем уже нельзя прикоснуться рукой (очень горячо), скорее всего, микросхему следует заменить. Исключение — стабилизатор напряжения +5 В.

Рис.4.

Как уже сказано, в MD2 третьего поколения основные функции выполняет СБИС U5. Однако даже при ее частичном выходе из строя можно попытаться восстановить работоспособность ИВП. Например, в [5] приведены схемы замены находящихся внутри СБИС формирователей сигналов ОЕ и CS очень простыми каскадами на обычных логических микросхемах.

На рис. 4 изображена схема узла, позволяющего выбирать игры в картриджах, переключаемых по сигналу сброса. Схема на рис. 5 показывает, каким образом можно временно восстановить работоспособность ИВП при неисправном узле контроля напряжения питания на OYU2.1 (см. рис. 3). Цепи процессорной платы ИВП, которые следует разорвать, перерезав печатные проводники, на рис. 4 и 5 помечены крестами.

Рис.5.

Часто встречающаяся неисправность видеоприставок — плохая пайка выводов СБИС к контактным площадкам печатной платы. Для поиска подобных дефектов требуются увеличительное стекло и тонкая игла, которой осторожно, без сильного нажима, проводят по всем выводам СБИС. Плохо припаянный вывод выдает себя покачиванием. Для восстановления работоспособности достаточно жалом паяльника (очищенным от излишков припоя!) прижать вывод к контактной площадке и прогреть его в течение 1 ...2 с.

С. Рюмик

Литература:

1. Pettus S. SegaBase Volume 3 Genesis/Megadrive — http://www.atan i-software. net/segabase/.

2. Рюмин С. Особенности схемотехники 16-битных видеоприставок. — Радио, 1998, № 4, 5, 7, 8.

3. Рюмик С. Ремонт приставки "Sega" по MFD-таблицам. - Радюаматор, 2001, № 12, с. 28, 29, 32, 33; 2002, № 1, с. 28, 29.

4. http://www.ra-publish.com.ua/ links-all. htmIX

5. Рюмик С. Анализатор логики работы дешифраторов. — Радио, 2002, № 4, с. 20, 21.

Материал подготовил Ю. Погребан (UA9XEX).