Описание блока памяти
от принтера Robotron CM 6329.01 M.
На основании анализа схемы включения
подтверждаю, что используемый в этом прин-
тере чип UB880D является центральным про-
цессором (CPU) Z80. Всё ниже написанное
относится только к этой модели принтера и
соответствующему блоку памяти. Однако ис-
пользуемые (в схемах и принтера, и блока)
отечественные чипы говорят о частичной или
полностью "нашей" сборке устройства, резу-
льтат которой может отличаться от оригина-
ла.
Далее в тексте и на схеме используются
следующие обозначения:
NC - не подключен: в данном устройстве
данная точка схемы ни к чему не подключена
(не используется),т.е.сигнал из этой точки
никуда не идёт и ниоткуда в неё не прихо-
дит.
S0-S7 - выбор: это моё личное, упрощён-
ное обозначение. Эти сигналы выходят с
дешифратора и обозначают либо выбор одного
из 8 устройств (в любой момент времени ак-
тивен может быть только 1 из 8 сигналов),
либо невыбор всех устройств (когда все си-
гналы пассивны).
P1-P5 - программирование:это моё личное
обозначение. Это входы напряжения програм-
мирования Upr микросхем ПЗУ,на которые на-
до подавать соответствующее напряжение,как
при программировании (записи), так и при
работе (чтении).
CS - выбор чипа: вход микросхем памяти,
разрешающий работу (запись/чтение) с дан-
ной микросхемой, выбирая её для доступа.
WE - разрешение записи: вход микросхем
памяти, разрешающий выполнение записи,либо
стробирующий операцию записи информации,
которая присутствует на шине данных.
OE - разрешение вывода: вход микросхем
памяти,разрешающий вывод информации из па-
мяти на шину данных. В пассивном состоянии
сигнала на этом входе выводы данных микро-
схем памяти или работают как вход, или на-
ходятся в Z состоянии,т.е.не нагружают ши-
ну данных логическими сигналами.В активном
состоянии сигнала выводы данных становятся
выходами и выдают хранимую информацию на
шину данных.
IEI - вход разрешения прерывания: сиг-
нал,поступающий на него,разрешает формиро-
вание сигнала прерывания на основании дру-
гих программно-аппаратных причин,иначе это
никак невозможно (это моё личное предполо-
жение при отсутствии справочной информа-
ции). Этот вход есть у порта интерфейса
CENTRONICS и других главных чипов принте-
ра.
IEO - выход разрешения прерывания: сиг-
нал на нём говорит о возможности появления
прерывания согласно какому-либо програм-
мно-аппаратному событию (при отсутствии
справочных данных это предпологаемая логи-
ка работы).Этим выходом обладают некоторые
чипы принтера и интерфейса CENTRONICS, но
не всегда он использован. Такой же однои-
менный сигнал разрешает формирование пре-
рывания (поступает на вход IEI ).
INT - прерывание: вход процессора, на
который поступает внешний сигнал,обознача-
ющий какое-либо событие.Процессор проверя-
ет его перед выполнением очередной инстру-
кции (либо в конце выполнения текущей инс-
трукции) основной программы,и при активном
уровне на этом входе переходит к обработке
прерывания, но только если программно это
было разрешено (выполнена инструкция EI ).
Так же обозначают выход устройства, форми-
рующего сигнал прерывания.
IORQ - запрос внешнего устройства:выход
процессора, обозначающий работу с внешним
устройством (ввод/вывод),а также подтверж-
дение прерывания (запрос вектора прерыва-
ния).
MREQ - запрос памяти: выход процессора,
обозначающий, что происходит обращение
к памяти для чтения/записи информации
или регенерации памяти (для динамического
ОЗУ).
RD - чтение: выход процессора,указываю-
щий,что происходит чтение информации с ши-
ны данных. На самом деле чтение происходит
несколько позднее,поскольку,получив сигнал
RD, другие микросхемы только начинают вы-
давать информацию на шину данных.
WR - запись: выход процессора,указываю-
щий, что шина данных содержит информацию
для записи. Может использоваться как им-
пульс записи, так как данные для этого уже
присутствуют на шине.
М1 - машинный цикл 1: выход процессора,
который обозначает чтение данных,для непо-
средственного их выполнения (чтение байта
- операции,а не операнда).Также может обо-
значать подтверждение выполнения прерыва-
ния и чтение вектора прерывания.
RES - сброс: сброс процессора и системы
(принтера) в целом. Процессор начинает вы-
полнять программу с адреса 0, с разрешён-
ными прерываниями и сброшенными регистрами
регенерации и вектора прерываний (I, R).
[Ред.: Эту информацию нужно проверить! ]
Соответствующие цепи схемы при сбросе мо-
гут блокироваться / разблокироваться.С бо-
льшой долей вероятности можно сказать, что
сброс происходит только при включении при-
нтера. Пока этот сигнал активен, выводы
адреса и данных находятся в Z состоянии, а
все управляющие выходы процессора не акти-
вны.
CP - часы: тактовая частота,которая яв-
ляется своего рода "логическим питанием"
схемы, поступает на вход CLK процессора и
на другие микросхемы, синхронизируя совме-
стную их работу.Периодическое переключение
этого сигнала (меандр),вызывает переключе-
ние внутренних триггеров,регистров и счёт-
чиков микросхем, что приводит к выполнению
машинных операций и работе системы в це-
лом.
BUSRQ - запрос шин: сигнал, поступающий
на этот вход процессора,часто используется
для прямого доступа к памяти.По этому сиг-
налу процессор завершает выполнение теку-
щей операции и переводит свои выводы адре-
са, данных и основных управляющих сигналов
в Z состояние,для захвата их другим - тре-
бующим - устройством.
RFSA - регенерация: выход процессора,
обозначающий наличие на младших адресах
процессора номера очередной линии памяти,
для цикла её восстановления.
A0 - A15 - адреса: выходы с процессора,
обозначающие номер внешнего устройства или
ячейки памяти.Также входы адреса микросхем
памяти (не все из A0-A15 в нашем случае).
D0 - D7 - данные: шина данных процессо-
ра, на которую он предварительно помещает
данные для записи и с которой он принимает
информацию при чтении.Для микросхем памяти
и портов (главных чипов принтера) шина, на
которую они выдают информацию при чтении и
с которой принимают данные при записи.
Внимание! Сигналы: S0 - S7, CS, WE, OE,
INT, IORQ, MREQ, RD, WR, M1, RES, BUSRQ и
RFSA - инверсные. Они активны при логичес-
ком 0 и пассивны при логической 1. Над ни-
ми принято рисовать черту ("подчеркивание
сверху"),но по техническим причинам в дан-
нном тексте это невозможно. Просто следует
знать,что они активны в нуле. Сигналы IEO,
IEI, предположительно, активны в единице.
На бумажной схеме интерфейса обозначе-
ния: IORQ, INT, IEI,IEO - были неправильно
написаны мной из-за плохого качества схем,
я вместо буквы I писал J. Я не был уверен
в функциональности этих сигналов, пока не
покопался в принтере...
Внешний вид.
Блок выполнен съемным модулем,плата ко-
торого размещена в пластмассовой чёрной
коробочке.Примерно посередине платы распо-
лагается 39-контактный разъем (штекер),ко-
торым блок соединяется с основной платой.
При этом все детали блока, включая микрос-
хемы памяти, оказываются повёрнуты своей
верхней стороной к основной плате и закры-
ты коробочкой - корпусом блока. Это исклю-
чает повреждение блока внешними факторами,
даже при открытом корпусе принтера. Блок
прижимается специальной фиксирующей план-
кой с винтиком. Гнездо основной платы для
подключения блока обозначено (на защитном
кожухе механической части) как: MEMORY /XB
01.
Детали в целом.
Блок состоит из 10 микросхем и 7 блоки-
ровочных конденсаторов. 1 электролитичес-
кий - "низкочастотный" - конденсатор и 4
неполярных - "высокочастотных" - размещены
рядом с ПЗУ,ещё два неполярных конденсато-
ра размещены у ОЗУ и дешифратора. На схеме
цифрами показано расположение микросхем,
если смотреть на отсоединённый блок памя-
ти,и условное расположение контактов разъ-
ёма,которое я принял сам,оно может отлича-
ться от настоящего. Также точками и чёрто-
чкой показаны конденсаторы,а прямоугольни-
ком - разъем.
ПЗУ.
5 микросхем ПЗУ, впаянные без панелек -
это отечественные чипы КМ573РФ2 объёмом
всего 2 килоБайта каждый. Обозначение ПЗУ
взято из справочных данных и полностью со-
ответствует истине (об оригинальном обоз-
начении 5 микросхем вместе читайте ниже).
Для чтения информации на вход OE всех этих
микросхем поступает сигнал процессора RD.
Для выбора конкретной микросхемы на неё
поступает соответствующий сигнал S0 - S4.
Выводы Upr всех микросхем (сигналы P1-P5)
подключены к отдельным контактам разъема
и при работе,на все эти контакты поступает
напряжение питания - +5В, необходимое для
нормального функционирования (чтения дан-
ных).
ОЗУ.
4 микросхемы,образующие ОЗУ, импортные:
U214D30. Не имея ни малейших сведений о
них, могу лишь предполагать (на основании
составленной схемы блока и сигналов от ос-
новной платы), что это статическая память
упрощённого доступа.Обозначение ОЗУ соста-
вил сам,и оно может отличатся от настояще-
го (например, нумерацией адресов и данных,
что никак не отражается на логике памяти,
поскольку общее количество адресов (и, со-
ответственно, ячеек памяти) неизменно, как
и количество бит). В частности,могут отли-
чаться названия управляющих сигналов - CS
и WE, хотя это маловероятно. Присутствие
всего лишь двух сигналов говорит об упро-
щённом управлении. Низкий уровень сигнала
CS, поступающий с дешифратора (сигнал S6
или S7 ) при адресации к ОЗУ разрешает ра-
боту с памятЬю - выбирает память для дос-
тупа. А низкий уровень сигнала WE записы-
вает данные в память.Есть лишь один нюанс:
высокий уровень сигнала WE обозначает чте-
ние памяти,т.е.этот вход управляет направ-
лением передачи данных, однако при записи
низкий уровень WE приходит в последнюю
очередь (на WE подается сигнал WR процес-
сора Z80 ), когда на шине данных уже есть
информация для записи в память. Но вплоть
до поступления сигнала записи (WE=0) сама
память выдаёт информацию - работает в ре-
жиме чтения. Поэтому при записи данных в
ОЗУ на несколько тактов процессорного вре-
мени шина данных оказывается перегружена
двумя источниками:с одной стороны,памятью,
выдающей прежнюю информацию, с другой -
процессором, подготовившим новую информа-
цию.Причём победить должен процессор,иначе
запишется неверная информация.Это указыва-
ет на специфику данного ОЗУ,оно должно об-
ладать ограничением выходного тока - слож-
ной схемой выхода,и рассеивать потери эне-
ргии при замыкании шины данных. Возможно,
поэтому память 4-битная, и каждая микрос-
хема объёмом всего в одну килоТетраду. Од-
нако есть и другой вариант - раздельная
адресация чтения и записи. Можно предполо-
жить, что один из младших адресов (A0-A9),
постоянно подключеных к ОЗУ,приходит не на
адресный вход, а на вход OE, и таким обра-
зом управляет выводом данных из ОЗУ. Тогда
по одним адресам обращения к памяти (когда
этот адрес =0 ) ОЗУ выдаёт информацию,а по
другим (когда этот адрес =1) ОЗУ ничего не
выдаёт, но доступно для записи данных. При
этом конфликта на шине данных (с двумя ис-
точниками сигналов) не возникает, т.к. в
прошивке предусмотрен раздельный доступ к
памяти, для её записи и чтения. Но т.к. 1
адрес памяти в этом случае является входом
OE, объём памяти каждой микросхемы вдвое
меньше и составляет всего 0.5 килоТетрады,
а суммарный объем ОЗУ - всего 1 килоБайт.
Этот - бесконфликтный - вариант схемы
более правдоподобен, и управляющий адрес,
скорее всего, старший - A9, т.к. тогда па-
мять "разбивается" на две половинки:первая
для чтения,а вторая для записи - проще не-
куда (при использовании другого адреса па-
мять будет разбита на несколько частей,по-
ловина одних будет для записи, а половина
других для чтения - не слишком удобна мно-
гокусочная адресация).Таким образом,в бес-
конфликтном варианте адресации памяти, при
управляющем адресе A9, ножка 15 ОЗУ на са-
мом деле не A9, а вход OE. Но противоречит
этому то,что принтер (по паспорту) поддер-
живает графический режим с 1920 точками в
строке. А для этого как раз надо около 2
кБайт ОЗУ.Хотя вполне логично,что в графи-
ческом режиме прошивка предусматривает (по
необходимости) печать в два этапа - для
первой и второй половины строки отдельно,
соответственно, требуется вдвое меньше па-
мяти. В общем, адресация ОЗУ (без точных
справочных данных) под вопросом: одно из
двух.
Дешифратор.
Микросхема-дешифратор объединяет чипы
ПЗУ и ОЗУ в общее адресное пространство
процессора, позволяя получить доступ к па-
мяти, на основании комбинации сигналов об-
ращения к ней. Поскольку я не имею никаких
сведений о чипе UCY74S405, то могу лишь
предпологать (на основании составленной
схемы и сигналов процессора),что это деши-
фратор.На схеме он не поместился,и я прос-
то перечислил все подходящие к его ножкам
сигналы (с ножки 1 по ножку 16 ). С огром-
ной долей вероятности можно сказать, что
это косвенный аналог простого дешифратора
"3 на 8" (наша маркировка: ИД7 ),поскольку
логика его действия применительно к данной
схеме,как и цоколевка,полностью совпадает.
В этом случае дешифратор раскодирует 3
старших бита адреса A11-A13 (кроме младших
A0-A10, подключеных напрямую) и выдает си-
гналы выбора на микросхемы памяти (S0-S7).
Но делает это,если процессор "находится" в
младших адресах (сигнал A14=0 ),работает с
памятью (сигнал MREQ=0) и не сброшен (либо
сброс уже прошёл, сигнал RES=1 ).При пере-
боре комбинаций старших (A11-A13) адресов,
сигналы S0-S7 последовательно переключают
микросхемы памяти.В итоге адресация памяти
следующая: сначала расположены 10 килоБайт
ПЗУ (микросхемы D1-D5 ), затем 2 килоБайта
памяти отсутствуют (т.к. S5 не использован
и обозначен как NC ),затем идет 4 килоБай-
та ОЗУ (каждый килобайт ОЗУ дублируется,
повторяется в адресах дважды; т.к. сигнал
A10 при выборке ОЗУ не используется,в бес-
конфликтном варианте ОЗУ присутствуют пер-
вые 512 Байт для чтения, потом они повто-
ряются для записи, потом первые 512 байт
дублируются (для чтения и записи), затем
аналогично располагаются вторые 512 Байт
ОЗУ), затем 16 килоБайт памяти отсутствуют
(сигнал A14=1 и запрещает выборку памяти)
и, наконец,еще 32 килоБайта повторяют пре-
дыдущую раскладку (поскольку старший адрес
процессора - A15, в выборке памяти данного
блока не участвует). В итоге получаем 64
килоБайта памяти для процессора Z80.
Совмещённое обозначение мокросхем.
На схеме изображены 2 чипа, в то время
как на самом деле их 10. Дешифратор не по-
местился,однако сигналы на его выводах пе-
речислены, что вполне достаточно для пони-
мания логики работы. Остальные 9 микросхем
изображены в виде двух наборов совмещенных
чипов. Такой вот "логический прием" часто
используют при упрощении схем блоков памя-
ти. Это экономит место на схеме и даже уп-
рощает её читаемость,ускоряет понимание,не
считая первых моментов ознакомления со
схемой.Основное правило чтения таких схем:
ножки,которые не повторяются - принадлежат
(запараллелены) всем объединённым микрос-
хемам (и на них подается один и тот же си-
гнал);ножки,которые присутствуют несколько
раз,принадлежат разным микросхемам из объ-
единённых,и на них приходят разные,не сое-
динённые между собой сигналы. Под ножками
имеются в виду выводы микросхем,номера ко-
торых присутствуют один или несколько раз
на одном обозначении схемы. Напротив "мно-
горазовых" ножек в обозначении стоит номер
микросхемы (одной или нескольких), к соот-
ветствующиму выводу которой (которых) под-
ходит данный сигнал (сигналы).Нетрудно за-
метить,что все микросхемы ПЗУ почти полно-
стью запаралеллены,отдельно на каждую при-
ходит лишь сигнал выбора и напряжение про-
граммирования. А микросхемы ОЗУ соединены
более хитро. Поскольку у каждой микросхемы
есть только 4 бита данных, для получения
байта нужно активировать доступ сразу к 2
чипам (один выдаёт младшие, а другой стар-
шие биты данных), входы выбора которых за-
параллелены,а выводы данных идут отдельно,
но запаралелены с выводами данных других 2
микросхем ОЗУ,у которых также запараллеле-
ны входы выборки,остальные входы всех мик-
росхем ОЗУ запараллелены. Ёмкость указана
для одной (каждой) микросхемы в наборе, и
для ОЗУ может быть вдвое меньше.
Другое на схеме.
Сигналы питания упрощённо обозначенны
как плюс и минус, минус соответствует GND,
общему проводу принтера, а плюс - +5V, пи-
тания микросхем принтера.
Непосредственно рядом с выводами микро-
схем указано обозначение сигналов, подклю-
ченых к ним (одноименные сигналы на схеме,
само собой, соединены),следующее обозначе-
ние - координата контакта у штекера. Может
показаться, что 39-контактный разъем испо-
льзуется наполовину, но на самом деле не-
подключенными остаются лишь 5 контактов -
они перечислены в вертикальном окошке, по-
середине,в итоге указаны все контакты ште-
кера.
Одноименные сигналы - являются сигнала-
ми процессора,и при установке блока соеди-
няются с ним.
При перечислении ножек дешифратора D10
первым указывается название сигнала на
данной ножке, вторым координаты сигнала на
штекере (если он к нему подключен). Первые
три ножки дешифратора (по предполагаемой
аналогии с нашей ИД7 ) являются, входными
битами, следующие три - сигналами разреше-
ния выбора (первые два из которых инверс-
ные - активны в 0 ), остальные (не считая
питания) являются выходами дешифрации вхо-
дных бит.
Указаны конденсаторы (C1 - C7 - нумера-
ция условна!).
Помимо названия схемы, своего альтерна-
тивного имени и даты, указана аббревиатура
B.G.E - использованного при рисовании гра-
фического редактора. Также есть разгрузоч-
ный логотип "FREE CAT".
Перспективы и модификации.
Данный блок памяти является суммарным
модулем памяти, включающим в себя и ОЗУ, и
ПЗУ (о чем также говорит обозначение в
принтере).Поскольку блок съёмный,наверняка
существует множество его модификаций, и
следует определить обозначение этого бло-
ка.
На обратной стороне платы памяти оста-
лась маркировка даты изготовления (или
прошивки): 26 май 1988 год (очень плохо
видно,могу ошибаться). На монтажной сторо-
не платы вытравлен технологический номер:
05-260-6111-0B0a (возможно,имеет отношение
к прошивке или её спецификации). На штеке-
ре наклеена маленькая распечатка (возмо-
жно, именно этого принтера): 3.38-3-08/04;
строкой ниже: V24/CL/IFSP EPS; последняя
строка: US ASCII/KYR 0. Эта, последняя,
информация говорит об определенной версии
прошивки, возможном приоритете интерфейса,
стандартной EPSON кодировке, варианте таб-
лиц символов ASCII и кириллицы. 5 неиспо-
льзованных (в блоке) контактов штекера, в
самом принтере подключены, и на них прихо-
дят следующие сигналы: B5 M1, B6 A15 (в
этом принтере перерезана дорожка и устано-
влена перемычка, а на самом деле сюда при-
ходил сигнал RFSA),B9 BUSRQ,B13 GND,C9 CP.
Можно сказать, что принтер рассчитан на
подключение самых разных блоков памяти, с
использованием и динамической, и статичес-
кой памяти самого разного объема,вплоть до
32 килоБайт. Вообще,при наличие таких сиг-
налов можно даже расширить адресуемую про-
цессором память. Раньше статические ОЗУ
были редкостью, и обладали малым объёмом
(взять хотя бы эти 4 микросхемы - суммар-
ной емкостью не более 2 килоБайт), динами-
ческие были более распространены и облада-
ли значительно большей емкостью.Поэтому на
разъёме предусмотрен сигнал регенерации
динамической памяти, хотя у этого принтера
вместо него подключен A15, что позволяет
использовать все возможные для Z80 64 ки-
лоБайта памяти, но статической.
Современный блок памяти для этого прин-
тера,объёмом 32 килоБайта ПЗУ и 32 килоБа-
йта ОЗУ, может состоять всего из 5 деталей
(не считая штекера): низкочастотный, высо-
кочастотный конденсатор, собственно ПЗУ,
ОЗУ и дешифратор.
Что касается этого блока памяти,то еди-
нственная возможность эфективно его испо-
льзовать - это собрать программатор для
него. Поскольку микросхемы памяти впаяны,
извлечь их (для допрошивки) проблематично.
Даже если делать это, используя информацию
другого блока, дорожки могут отрываться
(при распайке ПЗУ и установке панелек для
них),и надежность результата будет невысо-
кой. Поэтому сборка программатора (в прос-
том варианте это всего лишь интерфейс-
переходник, с соответствующим штекером и
электронным ключом,для коммутации напряже-
ния программирования) - самый надежный ва-
риант.
К сожалению,в данном принтере не преду-
смотрена возможность прошивки блоков памя-
ти. Дело в том,что на контакты,к которым в
блоке памяти подходят выводы напряжения
программирования, в самом принтере посту-
пает напряжение питания +5В. Поступает оно
напрямую, и никакой возможности коммутиро-
вать его нет (нет ни одной перемычки или
предохранителя, который мог бы разорвать
эту цепь для подачи на нее импульса прог-
раммирования - 25 В ). Даже если разрезать
дорожку (которая соединена под самим разъ-
ёмом,и я не представляю,как это сделать) и
собрать ключ напряжения программирования,
то необходима соответствующая прошивка,
поддерживающая это - получаем замкнутый
круг.
Учитывая эксплуатацию этого принтера с
1990 года, с момента последней прошивки,на
сегодня прошло как минимум 14 лет. Время
хранения информации микросхем 573 серии
РФ2 составляет 100 тысяч часов в выключен-
ном виде (во включеном в четыре раза мень-
ше,но так как принтер почти не работал,мо-
жно это не учитывать),т.е. 12 лет.С учётом
двойного запаса надёжности можно сказать,
что в следующие 12 лет (как минимум 2 года
которых уже прошли) информация в ПЗУ одно-
значно претерпит изменения,и на корректную
работу принтера можно уже не рассчитывать.
Очевидно когда-то (когда собирались эти
принтеры),существовал программатор,в кото-
рый вставлялся этот блок,и все ПЗУ одна за
другой прошивались. Учитывая популярность
этих принтеров в своё время, можно предпо-
ложить, что на складах разных производст-
венных организаций мог завалятся подобный
программатор, но компьютер, с которым он
соединялся, наверняка не пережил это время
(по причине стирания своей прошивки - воз-
можно даже так).Но наличие самого програм-
матора,возможно,позволило бы его адаптиро-
вать на другую систему.
Следующая часть этого текстового файла
со временем будет отсоединена, и после не-
большой редакции оба файла и схема блока
памяти, будут помещены в архив (с именем
типа RBT ).
