[WIP 60%] Hack SRAM du PCB Hyper Olympic

Alors pour info, pour cadencer tout mon bazar, il me faut un oscillateur à 20MHz.
Pour ça, j'ai 3 solutions sous le coude:

- faire vibrer un quartz de 20MHz, en le couplant à deux portes logiques NOT. C'est ce que j'ai essayé de faire, parce que j'avais justement des quartz de 20MHz. Résultat: de belles oscillations, mais pas d'une stabilité extrême: à la moindre perturbation, la vibration s'arrête et ça me gonfle. Ici: on peut voir le montage. A droite les 2 portes (il y en a 4 dans le boîtier) et le quartz. A gauche, un diviseur d'horloge fait à partir d'un bascule RS pour obtenir un signal à 10MHz (et au milieu, un trou de quand j'ai fait cramer quelque chose.



- Commander un oscillateur autonome: on met du 5V d'un côté, ça sort un beau signal carré à 20MHz de l'autre. J'ai commandé ça, ça prendra peu de place (beaucoup de temps), et ce sera facile à utiliser. Ca ressemble à ça:



- Temporairement, bricoler un oscillateur à 10MHz avec un microcontrôleur ATTiny85. L'idée est d'utiliser le PLL interne pour monter la fréquence d'horloge autour de 20MHz, et de sortir les coups d'horloge sous forme d'alternances sur un pin du microcontrôleur. Ca ne prend pas de place, c'est stable, et surtout, j'ai ce qu'il faut....



Ca permet de générer une horloge en théorie carrée. Je crois que j'atteins encore une fois les limites de mon oscilloscope. On voit notamment ici aussi que je dépasse allègrement les 5V, mais je pense que c'est un souci de compensation sur mes sondes.



Je n'ai que 10MHz au lieu de 20 pour le moment, mais ça devrait me permettre de mettre en place tout le reste du circuit et la logique d'enchaînement des étapes. Vu le temps qu'il va me falloir pour la suite, je devrais recevoir ma commande dans les temps

Ha ouais c'est pas régulier régulier tout ça. Pas facile alors de glisser précisément quelque chose dans le code ou extraire précisément.

En fait, ce sont les fronts montants qui m'intéressent. Ils sont plutôt francs, et très probablement encore mieux en vrai que sur mon oscillo.
J'ai compté que j'avais au pire 600ns ppur faire mes petites affaires. Avec une horloge à 10MHz, ça représente 6 coups d'horloge. Je serai plus confortable avec 20MHz pour coller au plus près aux timings de la RAM, mais rappelons que je vais bosser avec des portes logiques : toute la logique va se calculer en quelques nanosecondes, et tout en parallèle.
Si j'ai des doutes sur la qualité du signal d'horloge (en attendant oscillateur autonome), je peux le passer dans un trigger de Schmitt. C'est une espèce de bascule tout ou rien qui se déclenche à une certaine tension, et qui rebascule à une tension différente. C'est la solution idéale pour rattraper des fronts montants douteux (qui ne montent pas franchement, 2 pas en avant, 1 pas en arrière). Ca se présente sous la forme d'un circuit intégré classique.
Je vais essayer d'expliquer la démarche dans les jours qui suivent, mais je me demande si je ne devrais pas expliquer le fonctionnement de la petite dizaine de circuits intégrés que je cais devoir utiliser.

Les explications sont intéressantes mais il ne faut pas que ça te détourne de l'objectif premier.
Pour le trigger j'ai compris et le coup des 600ns je l'ai aussi. Après toutes les astuces pour arriver à faire un oscillateur tu commences à me perdre mais je ne te cache pas que je ne fais pas de recherche complémentaires. Je me dis plus "qu'a-t-il exploré aujourd'hui" et surtout est-ce que ça marche. Ton truc pour l'affichage, j'aurais bien aimé que la fin soit plus heureuse mais je suis sûr qu'avec ce que tu fais là, tu vas repenser ton truc plus tard.

Le coup des oscillateurs, je présente les 3 solutions parce que je suis passé par les 3. Je pensais vraiment pouvoir utiliser un quartz au départ, mais j'ai vraiment des problèmes de stabilité du montage. À de telles fréquences, l'utilisation de bread board ne doit pas aider.
Poir la synchro, j'ai eu une idée

J'ai fait quelques tests, et je commence à dessiner le circuit.
On aura en gros deux jeux de bascules 3-states qui permettront, via une porte logique, de basculer la RAM de mes bus perso aux bus du PCB. Vu qu'il y a sur le bus 8 bits de data, 11 bits d'adresses et 2 bits de directions utilisés (output enable (OE)/ write enable (WE)), je me retrouve avec 2x3 bascules.
La porte NOT permettra de basculer instantanément la SRAM d'un bus à l'autre.
Après, ca commence classique avec des registres à décalage pour les sorties (données + data avec 3 registres série-paramlèle) et entrée (8 bits de data avec un registre parallèle-série).
Il va me falloir des bascules RS pour mémoriser l'état des fils de commande OE et WE, qui doivent être appliqués un peu plus tard que le reste du bus (super).
Il me faut aussi diverses bascules ppur gérer l'état de mon automate, une pour diviser l'horloge, et il me faudra des portes logiques pour dériver des signaux depuis l'horloge et remplacer le compteur 10 positions, trop lent pour l'opération.
Il devrait me falloir une bonne vingtaine de circuits intégrés, je ne sais pas encore comment je vais faire rentrer ça sur une plaque perforée!
Un début de schéma, et déjà mal à la tête!
A noter que certains fils sur le dessin représentent parfois un bus entier

Depuis 2 jours, quand je claque des super records sur ce merveilleux jeux, j'ai des soucis de sprites: j'ai un carré rose autour des coureurs sur certaines animations, et la transparence saute.
Vu que ce n'est pas sur tous les sprites, j'ai éliminé un problème potentiel de RAM de sprites pour un souci de connectique des EPROM. Les sockets sont vieux et pas terribles.
Et c'est là que le facteur m'a entendu et m'a livré les supports que j'avais commandés juste après avoir reçu le PCB!
Tout ça dans ue enveloppe, bien serré dans un petit sac. Je viens de passer 20 minutes à redresser tous les pins et à remettre en place les 7 pins qui se baladaient seuls dans l'enveloppe. Au début, je pensais qu'ils m'avaient envoyé du spare, mais non, c'est juste des cochons.



Je sais ce qu'il me reste à faire durant mes longues soirées d'hiver...

De nouvelles voies s'ouvrent à moi suite aux découvertes de l'après-midi. Etant en recherche d'oscillateurs, et ayant regardé il y a peu une vidéo de l'excellent Canadien "Electro-Bidouilleur", je suis tombé sur un extrait qui disait qu'on pouvait en trouver sur de vieilles cartes réseau.
Ayant quelques carcasses assez vieilles dans mon grenier, je me suis empressé d'aller faire un tour dans la plus vielle d'entre elles: un vieux Cyrix qui servait de routeur dans mon ancienne boîte il y a pas loin de 20 ans (et HS depuis quelques années).
Découverte de pas mal de petites choses sympa:
- Le fameux Award BIOS (avec son hologramme) se révèle être une EPROM reprogrammable électriquement => je prends!
- La carte modem et la carte SCSI proposent de petites EEPROM au format DIP parfaitement réutilisables => je prends!
- La carte SCSI propose un firmware embarqué sur une UVPROM en pleine forme => je prends!
- Les cartes SCSI et réseau proposent chacune un oscillateur, respectivement de 40MHz et de 24MHz => JE PRENDS!!!
- Et la surprise du jour: la carte SCSI embarquait un GAL: de la logique programmable. C'est l'ancêtre plus facile d'accès du FPGA. En gros, un ensemble de portes logiques configurables avec un programmateur d'EPROM. Ca permet de câbler de la logique hper apide et hyper compacte. En l'occurrence, avec un temps de propagation de 5ns. Mieux que mes portes logiques individuelles.
Du coup, j'ai fait des tests de lecture/écriture avec mon programmateur, et ça fonctionne. J'ai installé les outils de développement d'il y a 20 ans maintenus par Atmel/Microchip, et je suis en train de potasser.
Ca me serait très utile pour gérer mon automate à états, qui partait pour nécessiter pas mal de bascules et de portes logiques, en plus de compteurs à bascule pour l'oscillateur.
Bref, si je m'en sors avec celui-là, j'en achèterai peut-être bien un sac, parce que l'idée me plait bien!

Pas con l'histoire de l'upcycling.
Surpris de voir que certains constructeur assurent toujours le suivi de matériel de plus de vingt ans

En fait, Microchip vend encore des GAL neufs. Ce doit être le dernier fondeur à le faire, tout le monde est passé au FPGA.
Par contre, les logiciels ont clairement une tronche des années 90 .
J'ai pu programmer le circuit intégré avec de la logjque de base pour en constater le bon fonctionnement. Du coup, j'en ai commandé une quinzaine en Chine pour 10€. C'est le prix d'une puce neuve en France. Ca me laisse 2 mois pour apprendre à programmer ces machins, mais ça me semble déjà très bien. En plus, le logiciel embarque un simulateur qui permet de vérifier de manière précise le comportement de la puce avant de la programmer (ça ne peut se programmer que 100 fois, ce n'est pas un Arduino !).

Eh ben j'ai bien passé 3h à compiler mon design et à parvenir à le simuler. Et pas parce que le langage ou les outils sont compliqués, mais seulement parce qu'ils remontent les erreurs n'importe comment et plantent au moindre truc qui ne leur convient pas. C'est infernal.
Mais le résultat est là. J'ai mis en place une configuration qui me semble faire à peu près tout ce dont j'avais besoin.
La simulation donne ça:



On peut observer:
- CLK: l'horloge. C'est là que je mettrai mon oscillateur (20MHz quand je le revevrai, 24 en attendant)
- GameOE/GameWE: les signaux d'accès en lecture ou écriture envoyés à la SRAM par le jeu.
- Requested OE/RequestedWE: les signaux que moi, je veux envoyer à la SRAM (mais que je n'envoie pas avant que ce soit le moment)
- Start; quand le microcontrôleur a configuré les valeurs qu'il souhaite mettre sur les bus, il envoie une impulsion sur cette ligne pour lancer la procédure...
Tout le reste est en bleu, c'est le résultat de la simulation, que produira le GAL sur ses pins de sortie...
Les PINS S0, S1 et S2 indiquent un numéro d'état entre 0 et 7. Le passage d'un état au suivant dépend des événements en vert. Et les différents pins de sortie sont commandés par les états. On voit que ça commence à 0, que ça monte jusqu'à 7, et que ça revient à 0.
On trouve:
- BusIsInGameMode: permet de piloter les basculer pour coupler la SRAM avec le bus du jeu ou mon bus à moi.
- OutputOE/OutputWE: les commandes d'accès en lecture et écriture générées par moi avec le bon timing, en fonction de ce qui a été demandé
- Load: la commande de chargement du registre à décalage parallèle/série. Il me permettra de lire tranquillement la valeur du bus de données avec le microcontrôleur en fin de cycle

Je suis large, il me restera 1 pin dispo. Je l'utiliserai peut-être comme négation du pin de contrôle du bus actif, histoire de gagner une porte logique et surtout de ne pas risquer de mélanger les 2 bus l'espace de quelques nanosecondes.

En résumé, quand même, ça va diminuer ENORMEMENT la complexité du circuit final. Il va rester quand même un paquet de circuit intégrés, mais ce sera bien plus simple à tester.

Les vieux machins trouvés par hasard et qui fonctionnent, j'adore.
J'ai commandé les mêmes, et d'autres avec quelques pins en plus, ça pourra toujours servir.
Dommage qu'il faille attendre 2 mois.
Si j'en ai vraiment assez d'attendre et que j'en ai vraiment besoin, je peux aussi payer 12€ pour en avoir un seul acheté en France (j'ai payé 15€ pour en avoir 15). Merci, amis Chinois, dommage que vous soyez aussi loin.

Donc en théorie tous les feux sont au vert.
Un application possible pour ton précédent projet ?

Pour le précédent projet, je ne pense pas. C'est de la grosse logique et du timing, je pense que j'aurai besoin de passer au FPGA si je veux y arriver (beaucoup de cellules, de la RAM, des PLL intégrés...) Mais je vais y réfléchir!
Sur le projet Hyper Olympic, je peux me permettre de ne pas exploiter tous les cycles. Le microcontrôleur fait des opérations complexes et lentes, et la partie méga rapide temps réel est faite par la logique qui commande les autres puces. Je réquisitionne le bus pendant 250 nanosecondes!
Dans le cas de la synchro vidéo, il faut reconstruire le signal HSYNC et le signal VSYNC, les déphaser, compter des lignes... c'est plus chaud. Et le fait qu'en plus ce soit réglable avec des potars ajoute en complexité. S'il faut reprogrammer la logique pour décaler l'image d'un pixel, ça risque d'être lourdingue . Mais j'y réfléchirai, les perspectives sont énormes!

Maintenant, il faut aussi espérer que je ne me suis pas trompé dans mes timings, parce que si j'introduis des bugs dans le jeu en venant trafiquer le bus, ça sera la mort du projet. J'aime vivre dangereusement! (Le PCB, lui, ne craint rien. Du moins tant que je n'essaie pas de changer les supports de circuits intégrés!).

Après pas mal de tests grandeur nature, avec une horloge manuelle assez lente pour suivre la progression des sorties, je ne comprends pas trop ce qui se passe. Mon automate passe par des transitions qui ne sont pas censées être câblées.
Etant donné l'âge et l'état du matériel récupéré (ça ne se programme pas à volonté), et ma méconnaissance du sujet, j'ai décidé...
... de passer une commande chez Farnell!
J'ai commandé à l'instant des modèles à respectivement 16 et 22 entrées/sorties, et à 7ns de propagation au lieu de 15ns pour celui que j'avais récupéré. C'est aussi bien plus performant (et récent, et neuf, produit par Microchip) que ce que je recevrai peut-être dans 2 mois via eBay.
J'en ai profité pour commander un oscillateur 5V TTL à 20MHz.
Avec tout ça, je serai fixé sur le fait que j'ai compris quelque chose ou non .
Et pour rappel, au-delà de 30€HT de commande, on ne paie pas les 7€ de port et on est livré le lendemain. Pensez-y pour vos cap kits!

Vivement demain

... et le père Noël est passé...



Et la bonne nouvelle, c'est que j'ai fait un test avec l'équivalent du vieux GAL que j'avais récupéré, et les tests préliminaires sont positifs (un chenillard à l'ancienne).
=> Je vais passer une bonne soirée

Y'a plus qu'à! Ca ne fait plus que 11 circuits intégrés, a priori. Plus le microcontrôleur.




Histoire de ne pas perdre trop de temps et de ne pas m'embêter avec une grosse télé comme d'habitude, et vu que ma petite télé cathodique est en vacances (en panne depuis quelques mois), je vais essayer de transformer le signal RGBS du PCB en signal composite et le brancher sur ma mini télé de compétition...

Sans déconner transformer en composite... Y'a personne pour te prêter une TV ou un truc chinois pour rien du tout qui le fait ?
T'aime bien la bricole quand même.

Il existe des cartes de conversion arcade vers VGA, mais je n'ai pas ça sur moi...

Bon, ça marche, j'ai fait une carte d'adaptation des niveaux de signaux. L'image est bizarrement moins bonne sur breadboard et sur la carte:

Sur breadboard:


Et sur la carte soudée :



Il faut de toute manière se rendre à l'évidence: la télé, même "neuve", est pourrie. Elle accroche mal la synchro, c'était la lutte! Les potars sont pourris aussi.

En tout cas, ça met en évidence un souci que j'avais déjà rencontré avec un accès à une EPROM ou une RAM. Le perso est tout mal détouré sur la photo. Très probablement à cause des échanges d'EPROMque j'ai faits au début. Les supports sont morts. Il va falloir que je change celui de l'EPROM principale, et que je mette un connecteur ZIF pour la SRAM. Ça facilitera les tests par la suite.
En attendant, c'est nul, je vais perdre mes records!

Hahaha, je suis un boulet. Je n'avais pas capté que la SRAM avait 4 pins de moins que les EPROMS! Du coup, le support ZIF, je ne disque pas de le mettre. Ni aucun autre support, d'ailleurs. Ce seront donc 2 barrettes tulipes pour la SRAM.

Je vire les puces et les supports tulipes que j'avais insérés dans les supports d'origine pour mieux faire contact...



Pour moins risquer de flinguer le PCB en arrachant des pastilles ou des  pistes, je coupe le plastique des supports, et je ne laisse que les contacts à ressorts:



Il ne reste plus qu'à enlever les ressorts un par un en tenant la carte à la verticale: on tire légèrement d'un côté, on chauffe de l'autre après avoir ajouté de l'étain pour mieux faire le contact thermique.
On se retrouve avec un tas de trous bouchés.



A coup de pompe à dessouder, on prend son mal en patience pour vider les trous sans trop chauffer pour ne pas décoller les pastilles. On se retrouve avec un beau circuit plein de jolis trous.



Reste à poser les supports et à les souder.



Et on remet les puces en place.



Plus qu'à tester!



... et c'est toujours pourri!

Je vais refaire une EPROM de test pour voir si elle me trouve laquelle des EPROMS a un souci, et donc quel support il faut que je reprenne... Elles ne sont pas toutes testées, mais sur un coup de bol....

Bon, finalement, j'ai appuyé sur toutes les puces, et l'image est revenue. Il va vraiment falloir changer les sockets!
Je vais donc pouvoir attaquer les choses sérieuses. J'en suis à me demander comment je vais connecter mon montage sur la carte.
Par insertion dans le socket au risque de l'abîmer à nouveau? Par soudure d'une nappe SOUS le connecteur?
...

Et ce sera donc une paire de nappes sous le socket de la SRAM. J'ai fini de torturer ce PCB pour le moment!
Si ça n'avait pas été un bootleg, je crois que je n'aurais pas osé. Même là, ça me dérange un peu.

Tuning de bootleg. Comme tout bon tuning tu vas en avoir pour plus cher de customisation que la PCB originel.

Oui, c'est sûr, l'original doitcoûter 70€ en état de marche, j'ai acheté celui-là 35€ en panne. C'était vraiment pour le plaisir du bricolage.
Et puis l'original n'a pas d'afficheur de scores ou de sauvegarde de scores par niveau de difficulté sur EEPROM ou sur mémoire flash

Après des heures de réflexion, la carte va être grosse et ressembler à ça...



Je prévois une EEPROM qui me permettra de stocker les scores et les performances de manière non volatile, sans pile de sauvegarde, et le tout pour chacune des configs possibles du PCB (via DIP switches).
Un mini écran et un rotary pour faire les réglages.
Le reste, c'est de la tuyauterie, de la logique et de la connectique.
J'anticipe un sacré paquet de fils, ça va être l'enfer à souder!
S'ajoutera la connectique pour le bandeau lumineux qui fait les annonces. Une fois que le reste fonctionnera ;-)