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2023年10月15日 (日)

基板

CPicS1でマッスルボマーの起動時キー書き込みがうまくいかない問題、試作基板にロジアナ接続用の配線を色々追加して、起動時の波形を見てみました。

ロジアナで観測する用に信号を引き出し

が、90631C-5で起動するときと92641C-1で起動しない時を見比べても、全然違いがわかりません。どちらも、キー書き込み完了後のマルチプレクサ切替時にデータバスにパルスっぽいのが出てるのは変わりないし・・・。

起動するときの波形を見ても違いがよくわからず

ひとまずキーが書けていないのか、それともキーは書けているけど別の問題で起動しないのかを切り分けるために、92641C-1 に再度電池をつけて電源を投入し (当然ゲームは起動しない)、電源を切って、CPicS1を外してCボードをBボードに直結して再度電源投入したところ、普通にゲームが起動しました。つまり、CPicS1による起動時キー書き込み自体はうまくいっていると言えそうです。

次に、Bボード直結で起動することを確認した92641C-1を、改めてCPicS1経由でBボードに接続し、PICを外して電源を投入したところ、ゲームは起動しませんでした。PICがないので起動時キー書き込みは行われず、マルチプレクサ (4053) はBボードとCボードの間をつなぐ設定になっているにも関わらず。

続いて、CPicS1の4053を外して、Bボードのデータバスのbit0/bit1とCボードのデータバスのbit0/bit1をそれぞれ直結させてみました。こうすると起動します。つまり、4053がデータバスの下位2bitを中継していることが問題の可能性が濃厚に。うーん、タイミング的な問題か?

PICと4053を外したらCPicS1ありでも起動するようになった

CPicS1ありでも比較的高確率で起動する90631C-5を92641C-1と比べると、どちらもデータバスの信号は4.7kΩでプルダウンされているんですが、90631C-5の方は、これに加えてデータバスの先に74LS245がぶら下がっています (拡張IO用?)。これがあるお陰で電気的な特性が違ってるのかな。

信号のタイミング的な問題なら、プルダウン抵抗を減らすことで改善するかもしれません。ということで、4053とCボードの間に4.7kΩのプルダウン抵抗を追加してみました。これでbit0とbit1に関してはどちらも半分程度になるはずです。

4053とCボードの間に4.7kΩのプルダウン抵抗を追加してみた

これをやったところ、起動確率が大幅に改善しました。というか起動に失敗しなくなりました。電池を外しても同様。どうやらこれが改善の鍵だったようです。やった! 別のCPicS1基板でもこれで起動するようになりました。

安定して起動するように改善した

早速評価用のCPicS1の個体に直接プルダウン抵抗を追加しました。場所が苦しいw

プルダウン抵抗をCPicS1に追加

起動時キー書き込みとの組み合わせでも、安定して起動してくれます。良かった良かった。

安定して起動

この実験がうまく行った後で気がついたんですが、データバスは元々Bボード側でも4.7kΩでプルダウンされているんですよね。なので、BボードとCボードを組み合わせると、データバスのうち、bit0・bit1以外の信号線は全部2.35kΩでプルダウンされた状態になります。一方、bit0とbit1は、4053経由なので、Cボード側のプルダウン抵抗だけが反映されて4.7kΩということになります。このせいで、負荷に差が出て信号のタイミングが合わなくなっていた・・・ということなのかもしれません。

あれ、ということは、4053とBボードの間の接続にも4.7kΩのプルダウン抵抗を追加しておくとより安心・安全だったりするのかな?まあ、ともかく、変に長期化せずに対策が見つかって本当に良かったです。

ちなみに実験の途中で、4053を外してBボードとCボードを直結する設定にしたにも関わらず、マッスルボマーが起動しなくて結構焦ったんですが、原因は92641C-1に取り付けた電池ホルダーのバネが緩くなってしまっていて、電池が外れたような状態となっていたからでした。ホルダー自体を何度か付け外ししているのが悪いのかもしれませんが、今後は別のホルダーに変えたほうが良さそうですね。

割とガバガバになりがちな電池ホルダー

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