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富士通FM-7用純正互換RS232Cカードのオーバークロッキング

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このあいだ製作に成功したFM-7用純正品互換RS232Cカードは、実は38400bpsまで行けることが判明した。

富士通純正品は19200bpsが最大ということになっている。純正品は82年ごろ製造のIntel 8251Aチップを使っている。多分、8251Aは本当に19200bpsが最大なのだと思う。

これに対してOKIの互換チップ82C51Aは38400bpsまで保証している。また、Intel製でも手元にある82C51Aチップは90年製造で富士通純正品のRS232Cカードが生産されてから8年も経過しているようだ。これなら実はIntel製P82C51Aも38400bps行けるのではないかと思って実験してみた。

FM-7用RS232Cカードは本体からの2.5MHzクロックをカウンタ (M8 74LS393)に与えて、そのbit 2, 3, 4, 5, 6のうちのひとつをM10 74LS04経由で8251に入出力クロック (TXC, RXC) として与えている。ビットの反転の頻度は下位の桁の方が高い。Bit 2はクロック入力の4回に一度、Bit 6だと64回に一度反転する。純正品はディップスイッチでどのビットをクロックに与えるかを選択したが、自作RS232Cカードはジャンパピンで選択するようにした。

カウンタのBit 2が19200bpsに対応するから、その倍のスピード38400bpsを出そうと思ったら、さらにひとつ下位のビット、Bit 1を8251に与えてやればいい。

カウンタのBit 1はM8 74LS393の4番ピンに対応する。それを受けるのはM10B 74LS04の3番ピンだけど、それはジャンパピン1~5にもつながっているので、ジャンパピンの正しい方とM8の4番ピンをつなげてやればいい。が、19200bpsに戻すことができなくなるのもいまいちなので、ジャンパピンを追加することにする。

20190107バージョンを作るとき、間違えないようにと思ってジャンパピン8列のうち3列を切っておいたんだけど、こんなことなら残しておけばよかったと思ったが仕方ない。


作業風景。これはFM77AVに刺してた20181223バージョンにジャンパを追加中。


裏面。これは20190107バージョン。


ピンの下側はBONDICでカバー


表面はとくに見た目変化無し

新しいジャンパピンは基板裏側に出るというかやや浮いているのだが、絶縁には紫外線硬化プラスチックのBONDIC EVOを使った。紫外線硬化樹脂が手軽に買えるというのがすごい。この製品見たとき、これはピンとワイヤーの接続部分の絶縁に使えると思っていたのだが、期待通りの働きをしてくれた。前は熱収縮チューブとか使ったんだけど収縮が甘いと後からずれたりして結局接点が露出してしまったりしたけど、これならBONDICならそういう心配がない。

そして、実験の結果は大成功!OKI 82C51AとIntel P82C51Aで試して、両方38400bpsの通信に何の問題も出なかった。Intelのチップは3個別のチップを試してすべて38400bps出たから多分90年生産の82C51Aなら38400bpsは出ると見て良さそう。

現在Intel 8251A (CMOSになる前バージョン) のデータシートは手に入るが、82C51Aのデータシートは手に入らない。果たしてIntelがCMOSバージョンを作ったときについでに最大スピードも上げたのか、あるいはもともと8251Aは38400bps出たのだが単に動作保証していなかっただけなのかは不明。

これによって、Tape BIOS Redirectorの読み込みスピードが倍増というかなぜか倍以上速くなった。

Dragon Slayer(テープ版)
Buffered mode 19200bps            86 sec
Buffered mode 38400bps            37 sec

Plazma Line (テープ版)
Buffered mode 19200bps            40 sec
Buffered mode 38400bps            16 sec

Disk BIOS Redirectorも速くなって、

Thexder ILコマンドタイプからタイトルBGM開始まで
19200bps                          63 sec
38400bps                          33 sec

本来のフロッピーディスクと比べてそれほど悪くないスピードになった。

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