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FM-7用FM音源カードのリバースエンジニアリング

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富士通純正品互換FM-7/77用FM音源カードの回路図とPCB -> [回路図とPCBのダウンロード]

対応(しているはず)機種:

FM-77L4って最初からFM音源カード積んでたかどうか覚えてないんだけど積んでないとすると対応している鴨しれない。 

 

RS232Cカードに続いてFM-7用FM音源カードをリバースエンジニアリングして再生産できるようにするプロジェクトを実行している。FM-7のふたを開けると拡張カードを最大2枚インストールすることができた。当時のFM-7の最強装備はフロッピーディスクインターフェースカードとFM音源カードだった。(漢字ROM?何それ?)


僕は果たしてリアルタイムでFM音源カードを持ってたんだか持ってなかったんだか記憶がいまいち曖昧になっている。純正FM音源カードを実際手に取ってみたことがあったような気がするのだが、FM77AVも持っていたのでわざわざ当時の小遣いをはたいてFM音源カードに投資しただろうかというといまいち自信がない。ひょっとすると当時のプログラミングの師匠から安く譲ってもらったかもしれない。覚えているのは、5インチフロッピー版FM-7用テグザーを起動したらFM音源部が鳴らなくて「ずんた、ずんた、ずんた、ずんた、、、、」というシュールなBGMが鳴って、なんて地味なBGMなんだろう?と、思ったことは覚えている。その後FM77AV上だとテグザーのBGMのFM音源部も鳴って感動した記憶がある。だから多分FM77AVがうちに来た時点ではまだFM音源カードは持ってなかったような気がする。だとするとあえてFM-7にFM音源カードを追加したかどうか、ますます怪しい。ベートーベンの「月光」を音楽の授業じゃなくてテグザーで初めて聞いた人は僕だけじゃなかったんじゃないかな?なお、何年か前にThexder Silpheedのサントラ発売の情報を察知したときは速攻で買った。

FM-7シリーズでFM音源を有効利用していたタイトルというのはほとんどがディスクベースのタイトルだったので、外付けディスクが無いと音源はそれほど有効活用できないかもしれない。(RS232C Disk Biosリダイレクタを使えばある程度行けるけど)。それでも純正ジョイスティックに対応したタイトルはテープ版でもちらほら見かけた。何かのイベントでFM-7を展示して往年のゲームを実行するとき困るのがキーリリースを判定できない問題で、最近の若い人は自機を止めるためにテンキーの5を押すというのに慣れないらしい。(当時もできたのはFM-7系ユーザだけだった鴨しれない。)が、純正ジョイスティックに対応したタイトルであれば、この問題は無い。純正互換のFM音源カードが生産できればまだ生きているFM-7にMSXジョイスティックをつなげることができるようになるのは、FM-7でひさしぶりにHGPLAYを鳴らしてみたい人以外にもそれなりに価値があると思う。

なお、成功したらジョイスティック未対応の既存ソフトを、実機を展示するときに見せられそうなものからジョイスティックに対応させるパッチを作るつもり。Plazma LineとかThe CockpitとかEmergencyとかUootoyはなんとかしたい。結構解析には自信あるんだよね。授業でプログラミング教えてて質問受けたとき回答するために学生さんが書いたコード読んでるうちに能力が強化された気がする。キーをリリースしたらテンキーの5を挟み込むハードを作ることも可能らしいので、そういう可能性もそのうち考えるけど、パッチを作るとFM-77以降をまだ動態保存してる人にも、エミュレータで使ってる人にも多分恩恵があると思うんで。FM77AVだったら赤外線キーボードエミュレータを使うと既にできるんだけど、FM-7だとまだできない。

RS232Cカードと違って今度は回路図は無い。が、ヤフオクで8000円でFM音源カードを落とすことができた。FM音源カードはRS232Cカード同様リボンケーブルが無いと使えなくて、リボンケーブル付きのカードは値段が結構跳ね上がる傾向にあるが、このときたまたま箱・マニュアル・ジョイスティック付きのFM音源カードが同時に出品された影響で安く落ちてくれた。実物さえ手に入れればテスターで地道に接続を調べればそのうち回路図が作れる。というわけでカードが届いてから毎晩地道に接続を調べている。接続が正しいかどうか、ある程度はチップのデータシートを見ることで確認できる。またFM77AVの回路図は公開されていてFM-7用FM音源カードと似ているはずだからそれも参考にできる。ただ、アンプの部分が僕には正しいのかどうか判断がつかない。もう少し調べてからプロトタイプ作って確認する。

以下進捗状況。

2019/04/16 

とりあえず、↓が現時点の回路図。多分間違ってないと思うんだけど。一応、ピン接続の総当たりテストも終了したので、続いてBreadboard上にプロトタイプ作成の予定。プロトタイプではイヤフォンジャック用のアンプは省略してLine Outのみの出力にする。アンプ付きのスピーカーは外付けにしてもらおう。 

 

2019/05/13

大成功!

[回路図とPCBのダウンロード]

FM音源カードはパーツの種類も点数もRS232Cカードにくらべてずいぶん多い。RS232CカードでやったようにまずはBreadboard上で回路図が正しいことを確認しようと思ったが、部品を配置し始めて間もなく、部品点数が多すぎてひとつのBreadboard上に載らないことが確定してしまった。


抵抗とかコンデンサとか配置する前にICだけでいっぱいになっちゃった。

仕方ないのでBreadboardは省略していきなりPCBをプリントすることにした。PCBのデザインは、これもRS232Cカードよりも複雑だった。ただ、今回はまず最初に電源とGNDを引いてしまって、表面が主に縦方向、裏面が主に横方向になるように線を引いていったところ、思いのほか簡単に線を引くことができた。やってて気が付いたんだけど、PCBの線引きは「A列車で行こう」だった。最適な配線を考え始めると時間が経つのを忘れて作業してしまうのだが、これは「A列車」で最適な線路を考えるのと似ている。僕は「A列車」シリーズは1が一番好きだったな。とりあえず何か目標を持って線路を敷く方が楽しかった。FM TOWNS用「A列車3」も結構やりこんだけど終わりが無いもんだからマップが埋まってきちゃうと何やっていいかわからなくなって、かといって最初からやり直す気もなくなってやめちゃった。FM77用の「A列車」は何度もやったなー。ちなみにWindows復刻版のダウンロード販売が出たときは速攻買ったけど。あれってWindows 10でもまだ動くのかな。あとでやってみよう。

総当たりテストまでしたから間違っていないはずとはいえ、本当にすべての接続をチェックしきれたかどうか。テスタのプローブをしっかりとピンに押し当てていないと、接続しているはずの結線を取りこぼすことがある。逆に接続を調べているうちにコンデンサが充電されてしまって結果的にICの中のトランジスタが導通状態になってしまうのか、本来つながっていないピン間の抵抗が0と出ることがあった。そういう場合はいったんテスタを離してしばらく置いてから再度テストするとまったく導通が無い。誤結線、結線漏れが無いとは言い切れない。この世は押しなべて確率的なのだ。どんなに丁寧に調べたとしても100%正しいとは言い切れない。

そして、PCB到着。この1月に我が妻が誕生日プレゼントとして買ってくれたハンダごては調子がいい。というか、それまでRadio Shackの安い半田ごてをずっと使い続けていたので、古いやつが「ひのきの棒」だとすると、それと比べるとこのWellerの半田ごては「鋼の剣」。以前に比べてはんだ付けが各段に容易になった。

高校生の頃、毎週日曜ボウリング場に行って8ゲーム投げていた。その当時、上手な人からマイボールを買った方が良いとよく言われていた。自転車だったので輸送手段が無かったという理由と、道具に頼ってスコアを上げるのは邪道である、と考えてボールは買わなかった。だけど、今思うとそれは間違いで、こっちで自分の手に合ったボールを使うようになったらボールからのフィードバックでいろいろとわかることがあった。もっと早く自分のボールを使っていれば、今もっと上手になっていただろうな。多分、はんだごても安い道具でなくてしっかりした道具を使うと、はんだ付けが容易になるだけでなく、上達も早いと思う。

一通り部品を設置して大学で最近修理に成功したFM-7にカードを刺そうと思ったのだがトラブル発生。カード右下角のコンデンサが高すぎてカードが入んない。幸い、コンデンサを45度ぐらい倒すことでなんとか刺さった。



完成!

そして電源投入。I/Oアドレスデコーダの部分が間違ってるとここで変なことが起きて起動しないという可能性もあるが、無事起動。そして、RS232C経由でDisk BASICを起動、HGPLAYをインストールして、

PLAYHG "C"

イヤフォンからYM2203Cの柔らかいトーンが!一発で成功した。

次にこれまたRS232C経由でThexderを起動。BGMの再生を確認。そして、ジョイスティックポートの読み取りも確認した。

現在、ひっかかったコンデンサを基板の中央付近に移動したバージョンのPCBを発注しているが、とりあえず回路図は間違ってないことが確定した。あるいは背の低いコンデンサを使えば今のPCBでもコンデンサを斜めにしないでも刺さると思う。


装着の様子

 

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