故障したSRAMを取り除いた状態で組み上げ直し、物は試しに電源を入れてみた。



ビープがピッピと鳴って止まった。

やった、CRT画面も表示された。最初の自己診断結果を表示して止まっている。診断に異常が無ければそのまま初期画面に変わるのだが、エラーがあるので診断結果を表示した状態で止まっている。正常である、取り除いたSRAMを除いては。ちゃんとSRAM2がエラーとなっている。



あとはSRAMを入手して取り付ければおそらく完全復活するはず。



投げ出さなくてよかった。調べ続けた甲斐があったというもの。

今までの疲れがふっとんだ感じがして気分が良い。

問題の64kbit 低速 SRAMだがDigi-Keyではどれも非在庫品扱いになっているので注文出来ない。

データシートとかがそろっているFuturlecというところで在庫があるらしく秋葉原価格で売っている。ここに発注するか。またしても送料の方が部品代より桁違いに高いのだが。

一度秋葉原のパーツ屋を回ってみてからでも遅くはないかもしれない。

半田シュッ太郎で疑惑のSRAMのピンの半田を吸い取りとりあえず片側のラインだけ基板から外した。もう片側はベタGNDのピンの半田が取れないのでまだくっついたまま。

この状態でもう基板から抜けているD6ピンとVccの間の導通抵抗を測定すると9.3Ω、完全に壊れている。他のデータピンは2MΩぐらいあるのでそれが普通。

このSRAMは完全に使えないのでGNDピンを切断して完全に除去してしまうことにしよう。

あとは交換部品を入手して取り付ければ復活か？

ふと思い立って疑惑の２個のSRAMのそれぞれのVccピンとD6ピンの間の導通抵抗を測定してみた。

２つのSRAMの電源はダイオードで切り離されている。するとバッテリバックアップされていない方、現在電源が供給されていない方のSRAMはVccとD6の間に導通がある。

また考え方を変えて、もしバッテリバックアップされている方のSRAMが悪ければD6はVccに近い電位が出力されるはず。と思ってGNDとD6の間の電圧を測定してみると0.1V未満で他のデータピンと何ら違わない。ということはバッテリバックアップされている方のSRAMがD6をHに引っ張っているわけではないようだ。

とすると壊れているのはバッテリーバックアップされていない方のSRAMということになる。

これでどちらを取り外して調べてみるか決定した。

Digi-Keyのカタログを諦め半分でめくっていたらSHARPがまだ6264と互換な64kbit 低速SRAMを作っていることが判明。しかも28pin DIPパッケージ。

日本のメーカーは義理堅いな。

スピードも元々HP4951Aに使われているのは150nsのグレードなのでSHARPのLH5164A-10LFの100nsで余裕だ。

データシートを見るとちゃんとデータ保持モード（低電圧動作）もサポートしている。

交換品はこれに決めた。

まだ秋葉原でも256kbitのものは売っているが6264の代わりに使うにはNCピンだった１番ピンをpull upかpull downする必要があるので面倒。最悪はそういう選択肢もあるが、DIPパッケージのものは無くてフラットパッケージとかになりそうなのでちょっとみっともない。

問題の２個のSRAMのどちらが悪いかを探ろうと、基板に実装されたままの状態でそれぞれのVccピンとD6ピンの間の導通抵抗を測定しようとした。

すると片方が何故かマイナスの抵抗値になる。最初は気づかなかったが、片方のSRAMともう片方のSRAMのVccは電源が分離されていることに気づいた。

そうSRAMに設定データ等を電源断後も保持するために一部のSRAMはメモリー基板上のリチウム電池でバッテリーバックアップされていたのである。まだリチウム電池は1Vを出力している。本来は3.6vぐらいだがへたっている。

スイッチング電源の出力が低下した時に問題となるのはバッテリーバックアップされたSRAMはまだ動作し続けるという点である。そうなると壊れる可能性が高いのはバッテリーバックアップされている方のSRAMか。

いずれにしろ次ぎの段階はSRAMを片方取り外してみるということに決まった。

かなり絞り込まれてきた、HM6264かその互換品をどっかで入手しておかないと。

HP4951Aのメモリー基板には４つの８列pinヘッダーに８列ジャンパーが挿入されている。どうやらこれは４つあるメモリー領域のデータバスを切り離すために設けられているらしい。

順番にジャンパーを外してオープンにすると付近のROM/RAMブロックがデータバスから切り離される。そのブロックのD6ラインの電源との導通抵抗を測定してみると1MΩ以上あり問題ない。

残りのまだ切り離していないメモリーICはまだD6ラインが電源にひっついたままだ。

４つのブロックをデータバスから切り離すと、１つのブロックだけが依然としてD6が電源とくっついたままだ。MEM ROM 2というUVEPROMとその側の２個のHM6264がひとつの島を構成している。これら３つのデータピンはパターンで接続されているので、どれかのD6ピンが内部で電源とくっついていることになる。

ROMはソケットに実装されているので外せばROMかRAMかの切り分けは可能である。

ROMを取り外してRAMのD6端子をチェックすると依然として電源とくっついている。ROMの方は完全にハイインピーダンスで問題ない。

とすると２個のHM6264のどちらかのD6が故障しているということになった。

さてどちらだろう。両方ともという可能性はあるが、それを知るには片方を取り外すかパターンを一時的にカットして２個のD6を切り離す必要がある。

次ぎは片方のHM6264を半田シュッ太郎で半田除去して取り外してみることにしよう。

MPUを取り外した状態で電源を入れてAD6端子の電圧を測ってみると微妙に他のAD端子に比べて低い。通常pull upされてハイインピーダンスなので5.03Vと電源電圧と同じぐらいだがAD6端子だけは4.99Vと低め。

ふとメモリー基板やテープ制御基板がまだつながっているのに気づきベースボードからケーブルを外して再度チェックしてみた。

驚いたことにAD6端子の状態は正常な状態になった。もう他のAD端子との電気的な違いは無い。

とすると問題はメモリー基板かテープ制御基板ということになる。

試しに今度はテープ制御基板を切り離した状態でメモリー基板のみをベースボードに接続しMPUのAD6端子の状態を見てみた。

電源側にひっついてしまっている。

がーん、メモリー基板に問題があったのか。

さてメモリー基板のどこが故障しているのだろう。

見たところはUVEPROMとSRAMにPIOチップが載っているぐらいにしか見えないが。

UVEPROMだと致命的だ。SRAMならまだ救われるけど基板に直付けなのでひとつひとつチェックするのは難儀だ。

なんとかさび付き気味のICソケットからNSC800を取り外してAD6ピンの電源とGND間の導通抵抗値を他のADピンと測定して比較してみた。

すると基板に実装されていた時のような違いはみられない。

MPUを取り外した基板のICソケットで導通を測ってみるとやはりAD6ピンが電源側に張り付いている。

ということはAD6ピンに接続されているデータバス上のICのどれかが電源に張り付いているのが居るということになる。

よかった絶滅したNSC800はもう手にはいらないし。

さて、AD6ピンが接続されているデータバスには沢山のICがパラにつながっている。ROM, SRAM, 双方向バストランシーバー等。

しかしROM,SRAMとかは出力イネーブルの時以外はハイインピーダンスのはず。

怪しいのは双方向バストランシーバーだな。

これも後日取り外してテストしてみよう。

そろそろ決着をつけないと。ロジアナで見ればわかるんだけど。つなぐのが面倒。

とりあえず１６本のアドレスデータラインだけつないでみた。

電源入れてピーと鳴って立ち上がらない状態の様子を見るとアドレスの変化が繰り返しパターンになっている。

やっぱりどっかでループしているな。

リセット直後の様子を見るためにALEの立ち下がりでトリガーをかける。

すると驚愕の事実が発覚。

電源投入後の最初のALEの立ち下がりの時にはアドレス値０が出力されるべきはずが、AD6ピンだけが電源投入直後からHになりっぱなし。従って最初にラッチされるアドレスが0000hではなく0040hになってしまっている。オシロで見てみてもAD6だけはほとんどHのまま。


これでは動くわけがない。

AD6はデータバス信号ピンでもあるので、電源が故障して規定電圧以下で不安定な動作を長時間強いられたためにバスファイトを起こしてMPU内部のドライバが壊れてしまった可能性もある。

これが立ち上がらない理由だ。

切り分けるにはMPUを取り外して単体でリセットスタートさせてアドレス出力ピンを観測してみればわかるが十中八九MPUの故障だろう。

AD6ピンと電源及びGNDとの間の導通を測ってみると他のAD信号ピンは電源及びGNDとも2kΩぐらいの抵抗値を示すがAD6ピンだけは電源との間が9Ω、GNDとの間が300Ω前後と他のピンと著しく異なっている。電源側にひっついている感じ。

今時もう4MHzのNSC800なんて手にはいらないだろうし、どうしようか。

後日NSC800をソケットから外して単体でもう一度確認してみよう。もしかして周辺ICの仕業という可能性も無きにしもあらず。

ロジアナをつなぐのは大事なので、簡単に確認できるROM/RAMアクセス状況をチェックしてみた。

ROMはリードオンリなので通常はアクセスする際にデータバスへデータを出力するために-OEがアサートされるのを見ればよい。

おおかたのROMとラベルが貼られたUVEPROMは-OEが繰り返しアサートされている。テープインターフェース基板のテープ用ROMもアクセスされている。テープインターフェース基板のSMとラベルが書かれたROMはテープ読み出しや書き込みの際のテーブルかなんかだと思われ一切アクセスされない。

それなりにROMからの読み出しはうまくいって初期化処理が実行されていると思われる。

RAMもチップによって頻度が違うものの大概はアクセスされている。VRAMやキャラクタジェネレーター用ROMは常時ハードウェアロジックでリードされているのでこれは良しとする。

一部のRAMはリセット直後にだけちらっとアクセスされてそれ以降はアクセスされていない。これはシリアルデータキャプチャ用のRAMだろうか。

さていよいよMPUの動作状況を詳しく調べる必要が出てきた。

ROMから何が読み出されているかを見るにはアドレス信号とデータ信号それに出力イネーブル信号をトレースすればだいたいわかる。出力イネーブル信号の立ち上がりでステートをサンプルすればどんなパターンでどっから何が読み出されているか判明する。読み出されている内容が命令ならばその後の動作はだいたい追跡することができる。

MPUがリセットスタートするとプログラムカウンタが0にリセットされてそこから命令をフェッチし出すので順番に追っていけばどんな命令を実行しているかを見ることができる。

といっても今持っているので使える状態にあるロジアナは16500BとカメレオンUSBロジアナしかない。前者は大きいのでHP4951Aが乗っているまな板のところまで運ぶのは大変。後者はプローブチップ数が数チャネル分しか作っていないのでROMの読み出しを観測するのにも足らない始末。

どうするかな。あせらずにゆっくり考えることにしよう。