ЗАМЕНА МИКРОСХЕМ ПЗУ

В результате научно-технического прогресса повышается степень интеграции микросхем (МС), в том числе работающих в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). У разработчиков микро-ЭВМ появляется возможность использовать МС постоянной памяти большей емкости, повышая тем самым надежность компьютера с одновременным уменьшением его размеров и потребляемой мощности. Однако радиолюбителей (особенно в сельской глубинке) этот прогресс зачастую не радует. Причина проста: ультрасовременных МС у них или нет вообще, или они есть, но неподвластные имеющемуся программатору.

Последнее удручает сильнее всего. Ведь суперинтегрированная микросхема с ультрафиолетовым стиранием может через пять лет (а если «окошко» не закрыто, то и через год) потерять хранящуюся в ней информацию вследствие саморазряда затворов транзисторов. И чтобы не рисковать, приходится раз в год с помощью программатора восстанавливать былые заряды или даже заменять саму МС. В противном случае под угрозу ставится и возможность ремонта компьютера (негде находить неискаженную информацию).

Чтобы убедиться в правильности информации, записанной в ПЗУ, нужно проверить ее по контрольным суммам. Такую функцию выполняют тесты ZX-SPECTRUM, программы которых занесены в отдельные микросхемы. Тестовая МС устанавливается на месте микросхемы ПЗУ компьютера. Однако если последняя отключена, то она не проверится. В результате тест лишь укажет на ошибку контрольных сумм ПЗУ.

Если же ПЗУ составляют микросхемы емкостью 2 Кбайт, то тест будет проверять контрольные суммы каждой МС, кроме первой, вместо которой включена тестовая. При этом тестовую микросхему можно не вынимать и включать при необходимости тумблером.

Самое главное преимущество такого разбиения ПЗУ на части емкостью 2 Кбайт заключается в том, что появляется возможность использовать доступные МС с прожигаемыми перемычками, информация в которых не искажается со временем и ее не нужно периодически восстанавливать. Если приобретена плата малых размеров, рассчитанная на использование микросхем ПЗУ большой емкости, то возникающая задача — размещение семнадцати недорогих МС емкостью по 2 Кбайт каждая — решается просто. В частности, такие МС можно спаять параллельно — в стопку одна над другой. Если какая-то из микросхем перегорит (на что укажет постоянно включенный тест— все же сразу сгореть не могут), то набрать на программаторе информацию емкостью 2 Кбайт, имея только бумажную распечатку, не так уж сложно (это не 8 Кбайт!).

К тому же при наличии свободного места в ПЗУ компьютера появляется возможность экономии МС. Иллюстрацией к сказанному служит принципиальная электрическая схема включения микросхем емкостью 2 Кбайт для ZX-SPECTRUM. Вовсе не 17 МС здесь удается применять, а лишь 15 (пара при этом экономится) с записью программы SOS (DD3—DD10) компьютера, TRDOS (DD12—DD17) контроллера дисковода и теста (DD11). При этом используется всего лишь один дешифратор DD1 на микросхеме К555ИД4.

Принципиальная электрическая схема замены МС ПЗУ в микроЭВМ на примере ZX-SPECTRUM

Адресные пространства программ SOS и TRDOS разбиты на восемь «равнодлинных» областей N1—N8 по 2 Кбайт. Каждая область занесена в отдельную микросхему, за исключением N2, N7, N8 TRDOS, которые удалось поместить в одну DD12 благодаря наличию в них свободных мест. Для этого использован дешифратор на элементах VD1—VD5, DD2.1, R3, R4, позволивший создать простую конструкцию, припаяв диоды и резисторы непосредственно к выводам микросхем ПЗУ. В качестве примера для SOS и ТЕСТ использованы микросхемы К556РТ18, а для TRDOS — К573РФ5 как более надежные, по сравнению с К573РФ6, у которых вдвое меньше количество допустимых циклов записи и в два раза короче время хранения информации. Налицо выигрыш и при ремонте компьютера: в К573РФ5 проще записать информацию, чем в К573РФ6.

С использованием в компьютере и контроллере дисковода по две К573РФ6 первая МС вступает в работу при нулевом уровне шины адреса А13 процессора, а вторая — при единичном. Схоже обстоят дела и в приведенной схеме: нулевой уровень А13 включает дешифратор С у DD1, соединенный с микросхемами N1—N4, а единичный уровень А13 — дешифратор D уже названной МС, соединенный с микросхемами N5—N8.

Подобно тому, как МС ПЗУ в компьютере выбираются при наличии сигнала RDROM (чтение ПЗУ) и отсутствии сигнала ROMCS (выбор ПЗУ контроллера дисковода), так и в приведенной схеме эти сигналы заводятся на входы 18, 19 выбора кристалла микросхем DD3 — DD11. При отсутствии контроллера дисковода вместо ROMCS подается +5 В.

Микросхемы ПЗУ контроллера дисковода выбираются еще и сигналами MREQ (чтение памяти), ROMCS. В приведенной схеме — аналогично: вышепоименованные сигналы заводятся на входы элемента И DD2.2, выход которого подключен к выводам 20 выбора кристалла микросхем DD12—DD17. Также и для микросхем SOS DD3—DD11: можно использовать элемент И с заведенными на его входы сигналами RDROM и инверсный ROMCS, если в используемых МС всего два входа выбора кристалла, один из которых задействован дешифратором (то есть когда используются К573РФ5).

С помощью переключателя SA1 можно отключить от дешифратора микросхемы N1 и вместо них подключить тестовую МС. При этом будут проверены контрольные суммы информации областей SOS N2—N8.

Для TRDOS Ver5.04s в области N8 оказались чистыми адреса от 000H до 400Н, то есть те, которые заняты в области N7 (от 000Н до 1FDH). Поэтому если области TRDOS N7 и N8 будут записаны в одну микросхему, то накладка одной информации на другую не произойдет, так как области займут разные адреса этой МС. При этом сигналы с дешифратора DD1, выбирающие области N7 и N8, нужно подать на вход выбора кристалла объединенной микросхемы DD12 через элемент ИЛИ, выполненный на диодах VD4 и VD5.

То есть DD12 выбирается, когда процессор пользуется областями N7 и N8. Скажем, если выбирается область N8, то процессор не заходит на адреса объединенной микросхемы, занятые областью N7, так как в области N8 эти адреса чистые. Также при выборе области N7 процессор не заходит на адреса объединенной микросхемы, занятые областью N8.

Область N2 почти вся чистая (кроме 5 байт вначале, но эти адреса заняты и в DD12). Если же при выборе процессором области N2 проинвертировать адресный сигнал А9 объединенной микросхемы, то эту область можно занести в DD12 по адресам, которые в ней свободны, начиная с 200Н.

Подачу инверсного А9 осуществляет элемент DD2.1 через развязывающий диод VD2 только во время выбора процессором области N2. При выборе TRDOS N7 и N8, входящих в объединенную микросхему DD12, на вход А9 поступит нормальный адресный сигнал через диод VD1.

Можно занести область N2 в микросхему DD12 и по другим адресам, про-инвертировав для этого другие адресные шины — одну или несколько. Также вполне допустимо, не экономя микросхемы, каждую область TRDOS N1—N8 занести в отдельную МС. Надобности в дополнительном дешифраторе тогда не будет, и все восемь микросхем можно включить аналогично DD3—DD10.

Подобную экономию МС можно получить в любом компьютере, где есть свободные места. Адреса таких мест нужно записать на бумаге, чтобы сразу стало ясно, как скомпоновать информацию в одной микросхеме и составить дешифратор по приведенному выше примеру.

Увеличение количества МС ПЗУ практически не усложняет конструкций компьютера, ибо нет необходимости в использовании дополнительной печатной платы для установки их и дешифратора. Причем DD1, DD2 можно закрепить над какой-либо микросхемой компьютера (геометрически параллельно ей), использовав для этого два коротких отрезка толстого медного провода, припаянных к выводам питания нижней и верхней МС. На этих же проводах будут держаться и дополнительные микросхемы.

Вместо каждой К573РФ6 можно использовать стопку из четырех МС емкостью по 2 Кбайт Целесообразно расположить эти МС так, чтобы их корпуса находились один над другим, с миллиметровым зазором для охлаждения. Одноименные выводы спаять в провод, проходящий через всю стопку микросхем и выходящий за нижний корпус, — для включения в панельку К573РФ6. Исключение сделано лишь для «ножек», которым надлежит быть соединенными с дешифратором DD1, а также для тех, что, согласно схеме и таблице, не должны входить в гнезда панельки (их укорачивают кусачками или бокорезами, а остающиеся пустыми гнезда заклеивают изолентой, чтобы не происходило случайных электрических контактов). Эти объединенные и укороченные провода, составленные из выводов микросхем, соединяются с печатной платой компьютера монтажными проводами и пайкой.

Теперь о таблице. В ней приводятся номера выводов и их наименования (функции) в заменяемой К573РФ6 (как на самой микросхеме, то есть по возрастанию номеров в левой колонке сверху вниз, а в правой — снизу вверх, будто бы сама микросхема лежит посередине таблицы). Сведения о «ножках», заменяющих МС, соответствующие этим выводам, приведены в колонках таблицы слева (для левой стороны) и справа (для правой стороны микросхемы).

Из таблицы видно, что стопка из четырех К573РФ5 может быть полностью установлена на место К573РФ6. Только ее нужно сместить на два вывода назад, чтобы первый вывод микросхемы вошел в третье гнездо панельки. При этом только выводы 21 и 24 микросхемы К573РФ5, на которые должно быть подано напряжение питания +5 В, не должны попасть в расположенные возле них контактные отверстия. Монтажным проводом нужно соединить эти «ножки» с гнездом 28 панельки точно так, как это делают при включении тестовой микросхемы во время наладки компьютера. Не должны попасть в гнезда панельки и выводы 18, которые соединяются припаянными монтажными проводами с дешифратором.

Номер вывода и его функции

Также придется сместить на два вывода назад и другие микросхемы. Кроме того, стопка МС К1623РТ1 должна быть установлена в панельку задом наперед (то есть ее первый вывод обязан совпасть с гнездом 15 панельки). Если в МС не совпадает с панелькой адресный вывод А10, то его нужно укоротить кусачками или бокорезами (чтобы исключить случайное соединение с контактным гнездом, расположенным напротив) и с помощью провода припаять к точке монтажа компьютера (где присутствует сигнал А10). С соответствующим же гнездом панельки этот провод соединить неудобно из-за расположенных над ним других выводов стопки микросхем. Следует исключить попадание выводов МС серий К556, К1623 (являющихся выбором микросхемы CS) в гнездо 21, куда подано А10.

Инверсные входы CS выбора МС должны быть подключены к дешифратору DD1 или элементу DD2.2, а на прямые подаваться сигналы RDROM и /ROMCS или MREQ и ROMCS. Вывод 6 у К1623РТ1 надо соединить с общим проводом, так как именно на него подается напряжение во время программирования. А что касается напряжения +5 В, то оно должно поступать на выв. 24 микросхемы серии К556 и выв. 12 микросхемы серии К1623 непосредственно от шины электропитания.

Провода-соединители никаких неудобств на установку и извлечение МС не оказывают; их не только легко припаивать, когда в том возникает необходимость, но и демонтировать. Допустимо даже вынимать микросхемы из панельки без отпайки. Закреплять (то есть записывать в МС уже внесенную) информацию можно также без демонтажа всей стопки РФ5: ее лишь подключают к программатору с подачей +5 В на выводы 21 только непрограммируемых микросхем. Вывод же 21 у программируемой МС должен быть подключен к программатору.

Для чтения программатором информации нужно закрыть выходы всех микросхем стопки (кроме читаемой) путем подачи лог 1 на их выводы 18 или 20, а выводы 18 и 20 читаемой микросхемы подключить к программатору. При этом выводы, на которые подается +5 В или лог. 1, должны быть отключены от программатора.

Выводы в таблице выбора МС и открытия выходов обозначены одинаково: как выбор кристалла CS (для данного использования они идентичны и одинаково воздействуют на выходы микросхем). Микросхемы К556РТ7 и К556РТ7А читаются одинаково, однако их алгоритм программирования разный.

В таблице применены следующие условные обозначения: А — адреса (например, 23 А8 — 23 вывод, 8 разряд адреса), О — данные (скажем, 9 00 — 9 вывод, нулевой разряд данных), СБ — выбор микросхемы, ЕР К — вывод подачи напряжения программирования, 5В — напряжение питания, / — знак инверсии. Вначале указан номер вывода, а затем — его функция.

В. СОЛОНИН, г. Конотоп, Украина