Korekcije na štampanoj ploči Galaksije

U PC-ju iz decembra 2010. godine objavljen je tekst o kompjuterima koji upravljaju roverom Curiosity, koji i dan-danas tumara bespućima Marsa. Ovo preko dva metra dugačko i skoro tonu teško vozilo je pod kontrolom malog sistema firme BAE SYSTEMS i on odlučuje kuda će ga voditi bez čekanja na komande sa Zemlje, jer bi, zbog ograničene brzine svetlosti, predugo čekalo na svaku komandu.

Zašto ovo sad pominjemo? Ako ste pažljivo gledali sliku štampane ploče na kojoj je naoko skroman sistem, mogli ste da vidite da je greška u projektovanju ploče hrabro ispravljena sa dve-tri žice, zalemljene direktno sa nožica čipa na štampanu ploču. Uspešna zakrpa očigledno dobro radi svoj posao, jer Curiosity još uvek istražuje površinu Marsa, evo već preko četiri hiljade dana.

Slična sudbina je zadesila i Galaksiju, doduše na ovozemaljskoj misiji. Par grešaka mora da se ispravi lemljenjem direktno na ploči. Srećom, sve može da se koriguje na donjoj strani štampane ploče, jer tako je lakše i preglednije.

Za korigovanje problema trebaće vam dva kondenzatora od po 100 pF (što manjih dimenzija, po mogućstvu sa rasterom 2,5 mm) i jedan komad tanke žice. Naravno i lemilica, ista ona kojom ste lemili Galaksiju.

Tajming procesora

Koincidencija pojavljivanja RFSH (Refresh) signala na istoimenoj nožici i još nekih upravljačkih signala je iskorišćena u procesu generisanja slike. Kod originalne verzije Galaksije su se kod različitih verzija mikroprocesora Z80A pojavljivali različiti tajminzi ovog signala, pa se ubrzo po izlasku CMOS verzije procesora ne tržište pojavila i ispravka kritičnog tajminga koju je činio jedan mali kondenzator između pinova 28 (RFSH) i 29 (GND).

Za novu Galaksiju čitav sklop je ponovo projektovan, u nadi da se sličan problem neće pojaviti, ali se posle nekog vremena - samo nekoliko dana posle definisanja konačne verzije ploče za proizvodnju - sa nekim procesorima pojavio isti problem. Da li će vaša Galaksija imati taj problem ili ne, lako je utvrditi - videćete sami kad je uključite. Ako su slova prikazana normalno, intervencija nije potrebna. Ako je vidljivo samo nekoliko piksela od svakog slova, onda dodajte kondenzator vrednosti oko 100 pF, a ova vrednost može da bude i znaćajno veća. Dobro da kondenzator bude sa što nižim nazivnim naponom, jer će onda biti manjih dimenzija. Slika pokazuje gde ga treba dodati. Pogled na ploču je sa donje strane.

Kondenzator kapaciteta oko 100 pF se lemi na nožice 28 i 29 procesora

PAL ili NTSC?

Drugi problem, takođe lociran posle proizvodnje štampanih ploča, tiče se tajminga video-signala. Kao što možete da vidite na šemi, signal iz oscilatora se deli u više faza, da bismo na kraju dobili 50 Hz za vertikalnu bazu slike. Sve je tačno izračunato i stvar bi morala da radi. Da se preslišamo: oscilator radi na 6 MHz, pa je 6.000.000 / 12 / 32 / 52 / 6 = 50, ili barem približno toliko. Je li tako?

Nije. Moralo bi da bude, ali u praksi nije. U lancu delitelja je CD4040, koji inače deli sa 4096, ali je sada je preprogramiran tako da u prvoj grupi binarnih delitelja deli sa 32, pa u drugoj sa 52. To je inače legalan postupak, doduše ovde je urađen sa diodnim logičkim kolom, ali to ne bi trebalo da bude problem. Ovo logičko kolo u drugoj grupi prepoznaje stanje 52, koje resetuje brojač tako da ponovo počinje od nule, pa sve ispočetka. Ništa lakše!

Za sve postoji prvi put, pa tako i u ovom slučaju. Posle detaljne analize, utvrđeno je da je problem u ovom diodnom logičkom kolu. Na izlazu je posle svakih pet impulsa generisan i jedan lažni, šesti. Da skratimo priču, sledeći brojač (CD4017) je dobijao jedan impuls viška, pa se ponašao kao da ne deli sa 6 nego sa 5.

Ovo se lako ispravlja dodavanjem kondenzatora na Reset ulaz kola CD4040, koji će malo usporiti signal i time eliminisati "glič" koji se javljao. Vrednost njegovog kapaciteta može da bude ista kao i za rešenje prvog problema, dakle oko 100 pF.

Sad se verovatno pitate zašto ovo nije primećeno ranije. Kako je monitor mogao da se sinhronizuje na signal sa greškom od čak 20%? Zato što se uz ovakav faktor deljena dobija 60 Hz, a to je tačno vertikalna frekvencija za NTSC signal. Svaki savremeni monitor se automatski prilagođava za oba standarda, pa je sve delovalo normalno. Ali kad pokrenete neki od programa koji je sinhronizovan sa slikom (kao što je igra "Galaktički rat", na kojoj je problem i primećen), onda igra "zapinje". Naime, NTSC standard ima 262,5 horizontalnih linija u jednoj poluslici, a PAL celih 312,5. To znači da, ako izuzmemo 208 linija za iscrtavanje slike (16 redova po 13 linija), kod PAL standarda ostaje 104,5 linija za obavljanje korisnog posla, a kod NTSC samo 54,5, što je skoro dvaput manje.

Srećom, i ovo je bilo lako ispraviti. Slika pokazuje kako. Ponovo imamo istu vrednost kondenzatora, sa istim tolerancijama. Verovatno će raditi dobro u opsegu od 50 do 800 pF.

Kondenzator kapaciteta oko 100 pF se lemi na nožice 8 i 14 procesora

Vertikalna pozicija slike

Posle ove izmene, kod mnogih monitora se pojavio problem vertikalne pozicije slike. Prostor ispod teksta (Front Porch) bio je znatno veći nego iznad teksta (Back Porch), pa je trebalo intervenisati. Softverska rešenja nažalost nisu moguća za korekciju vertikalne pozicije, pa je stvar ponovo trebalo rešiti hardverski.

Za ovo bi trebalo hrabro (ali oprezno!) preseći jedan vod na donjoj strani ploče. To je vod koji kreće od pina 2 kola 74HCT00 nadole (zaokruženo crveno u desnom delu crteža, dve bele crtkaste linije pokazuju gde treba seći vod). A onda tankom žicom treba spojiti dva pina pomalo udaljenih čipova, kao na crtežu. Umesto izolovane žice, možete da koristite i lak-žicu koja se inače koristi za motanje transformatora, debljine oko 0,3 mm ili slično. Lak izolacija se sa krajeva žice ne skida mehanički, nego se greje lemilicom sa malo tinola, dok se ne "skuva" i otpadne.

Intevencija kojom se slika spušta za 16 linija (oko 1 red teksta)

Ovom intervencijom se signal kojim se prekida redovan rad procesora (Interrupt) zakasni za 16 linija, što je nešto više od jednog reda teksta. To je dovoljno da se aktivan deo slike smesti otprilike na sredinu ekrana. Korekcije horizontalne pozicije vrši se softverski, kao kod originalne Galaksije, komandom BYTE &2BA8,NN. Ovde je NN horizontalna pozicija, kod koje je default (početna) vrednost 22. Veća vrednost od 22 pomera sliku udesno, a manja ulevo. Videćete da je ovo podešavanje znatno finije od onoga koje je imala stara Galaksija.

Ove intervencije izvodite samo ako su u vašoj konfiguraciji sistema potrebne.

Sledeća šema pokazuje crvenim linijama mesta na kojima su izvršene korekcije u hardveru Galaksije.

Srećno sa intervencijama!

Ispravke prikazane na shemi Galaksije

Otvori sliku u visokoj rezoluciji