基板修理：ムーンクレスタ

ムーンクレスタのRAMやらPROMやらEPROMやらCPUやら、ソケットに載っかったものが軒並み外されてる基板を110円でげっと（笑）。欠品周辺の回路は理解したので今時の部品で置き換えるサブボードを一通り作るかな……。一番の問題は、部品剥がされてたって事はメインボードも死んでる可能性が濃厚……？

— とよしま (@toyoshim) December 18, 2019

っていう。結局、サブボード一通り作って動作確認したら、やっぱり動かなくて調査したところメインRAMが死亡。交換して修理できました、という話。

手始めにまず面倒なコネクタをJAMMAに変換するところから。

合致したコネクタを探すのも面倒なので、直接ハンダ付けで済ませようと、こんな基板を用意しました。

裏側からこんな形でハンダ付けする事もできますし、表面からピンをホールに通してハンダ付けする事もできます。今回、表でハンダ付けすると変換基板にミスがあった時に取り外すのが難しくなりそうだったので、炙れば剥がせる裏面から攻めました。

表はこんな感じになるので、万が一オリジナルのO/P/Q端子が必要になっても大丈夫。

で、サブボード系のうちまずはメモリ。同じチップが入手できればボード起こす必要はなかったんだけど、探す手間とコスト、今後のメンテナンス性を考えたら基板を起こした方が早かったので。

一番右上に並ぶ1ビットx5のRAM。これらは全部同じアドレス、同じタイミングでアクセスされるので普通の8ビットSRAMで置き換えました。4044ではデータ入力と出力それぞれが別ピンになっているため、入出力共通の今どきのSRAMに繋げるにはtri-stateで受けてR/Wで出力を切り替えてあげる必要があります。本来の挙動を忠実に再現するためには、書き込み中にZを出力するためにもう1つtri-stateが必要なのですが、書き込み値をそのまま外に垂れ流しても外部回路的にOKだったため省略しています。

もう1つはこれ。VRAMに使われているメモリだった気がする。うっかりtri-stateに繋ぐ信号を間違えて基板を作ってしまったため、パッチで直してます。下をくぐってる3本の線は関係ありません。元々ムーンクレスタで使ってるオブジェクトのバンク切り替え用の配線です。本来（ギャラクシアンが）coin lockの出力に使っていたレジスタの値をバンク指定に流用しているようです。

これはオブジェクト用のROM。16bit幅で元々は複数の8-bit ROMに分割されていました。サイズも小さいので16-bit幅のEPROMを使用。それでも容量あまりまくりなので、とりあえずDIPSWで4面分データを入れられるようにしてあります。接続されてる3本の線は先程の説明の通り、coin lockから。バンク制御はDIPSWの値を見ながらGALで制御できるようにしてあります。

これはPROMの置き換え。PROMは入手はできるけど書き込み環境を揃えるのが困難なので……。ちなみにパレット用です。

最後にこれはプログラム用のROM。本来はEPROMが8枚ささった大きめのサブボードになってるやつです。Enable信号のANDを取るために74の論理が1枚載ってます。また、このメインのROMは暗号化されてるのが普通なのかな？アドレスとデータで軽くシャッフルされていて、CPU側の周辺回路でdecryptしながら実行するようです。今回は面倒なのでdecrypt済みのデータを置くことに。ちなみにムーンクエーサーはM1サイクルのみdecryptするのかな？なのでdecrypt済みのデータを作るのは実行時データが必要なのでちょっと面倒そう。そのうち実験がてらdecrypt側の論理を入れたCPUボードを起こすかも。あと、もしギャラクシアンとの共通化を考えるなら、CPUボードでI/Oのアドレス変換までやっちゃうのが楽かな。

ここまで作って起動してみた状況はこちら。

SYNCはちゃんと取れてるけど、横長のドットがちょろちょろっと表示されるだけの画面。音もたまにぴーひゃららーと鳴ったり鳴らなかったり。この段階でCPUから出てるアドレス線の観測をして、正しそうな順序でリクエストが出ている事を確認。最初のリターン命令で壊れたスタックから戻りアドレスを読みだして暴走している、と予想。

という事でメインボードからメインRAMを交換。プログラムROMに近くにある2枚の2114がメインRAMです。こいつもサブボード起こしても良かったんだけど、たまたま秋葉行く用事があったし、若松通商に在庫があるようだったので、今回は2114そのままで置き換えました。

これはもはや遊べるレベルと言って良いのではなかろうか。 pic.twitter.com/CvmURdDT0z

— とよしま (@toyoshim) January 22, 2020

これで基本ロジックはほぼ動作する事が確認できた。オブジェクトが読めてない気がしたので作ったサブボードのGALを確認したら……論理書き込み忘れてたorz

という事で、論理を入れたら絵もでました。ただ、16ビットの上下を焼き間違えていたみたいで色がちょっと変、という事にあとから気づきましたが……。

あと、現状で気づいた問題は自機のショット音が鳴っていない点。サウンド周りはディスクリートなので難しい。後で追ってみます。

最後に基板全体像をパシャり。

備考：ここまで大規模な修理になると、お前はその破れた一万円を交換するにあたり本当に一万円札の2/3を持っていたのか？的な気分になります……特に今回はソフトウェア部分が丸々欠落していましたし。ただ、この点に関しては過去の裁判の判例をいくつか踏まえた上で、現状でエミュレーションベースの移植版を正式に保有しているので、そこからの私的複製という立場をとらせて頂きます。

備考２：コメント欄で質問があったので２枚目のVRAMボードの回路図を載せておきます。J1とJ2の名前に2101って書いてあるけど5101だな。