2024年2月29日木曜日

X68000でBlueSCSIを使ってみる

修理したSASIポートでSxSIの力を借りてBlueSCSIを繋いでみました。BlueSCSIにはパリティを無効化する設定があり、もともとX68000+SxSIで動くという報告があったので、それの追試験と、容量の限界に対する詳しい情報についてです。

まずSxSIですが、はうさんのch30_omakeの最新版をこちらから頂き、SRAM常駐させてます。

Phantom搭載機なのでfull版を入れてます。これでSASIポートに繋がったSCSIデバイスからbootできるようになりますし、SxSIのドライバなどをconfig.sysに登録しなくてもSASIポート版SCSI IOCSが利用できる状態でbootします。この状態だと起動時にSCSI IOCSが見えるからデバイスドライバはhumanのやつが利用されるのかな？

ちなみにSCSI 0番からはbootできませんでした。デバイス名も取得できず名前が一覧に出ませんでした。本来SxSIでは番号を空けずに0番から受けてく事が推奨されているので、0番が使えないのは030_omakeの制限なのかもしれません。この点については詳しく調べずに0版はDynaPortをアサインしてしまいました。これについては今回は触れませんが、SCSIに繋がるWIFIポートになります。READ/WRITEしたものがイーサーネットに出入りするので、将来的にはNeptune互換で使えるようドライバを書きたいです。

で、今回詳しく記録に残すのはハードディスクやファイルシステムの容量関係の話。SxSIやSCSIで利用できる最大サイズやファイルシステムの限界の話です。

SCSI IOCSの仕様的にはブロックサイズ256B/512B/1024Bがサポートされているようです。指定可能な論理アドレスサイズ×ブロックサイズでアクセス可能なHDDの範囲が決まるので、一番大きな1024Bを設定するのが良いです。BlueSCSIではファイル名で指定するのでHD1_1024.HDAみたいなファイル名になります。

またSCSIではREAD6/WRITE6/SEEK6という21bitアドレス指定のコマンドグループと、READ10/WRITE10/SEEK10という32bitアドレス指定のコマンドグループがあります。これらはSCSI IOCSではREAD/WRITE/SEEKとREADEXT/WRITEEXT/SEEKEXTとしてAPI化されているようです。動作をみた感じではアクセスする範囲に応じて必要ならEXT系を利用して*10の方のコマンドが出てきており、32bitフルにアクセスできるのではないかと思います（注１）。つまり4GB x 1024Bなので4TBまではSCSI的にはアクセス可能。

一方でファイルシステム上の制限もあります。HumanはFAT16を採用しているため、クラスタアドレスは16bitで指定できる範囲に限られます。4GBの仮想HDDに対してformatコマンドを使って最大サイズのパーティションを確保したところ、クラスタサイズは65535Bでフォーマットされました。つまりは4GBフルに使えてます。また同じイメージをSxSIのscsiformatでフォーマットしたらクラスタサイズは倍の128KBになり、これも正しく使えているため、おそらく4GB以上のディスクでもクラスタサイズが適切に大きくなって扱える可能性が高いです。軽く確認した範囲では16GBを超えると認識時にセクタサイズが大きすぎると言われてリセットになります（注２）。これも厳密には16381MBが限界だったと思います。ただ、4GBが32bitで表現できる限界なので、これを超えるとアプリケーションレベルで色々なところに弊害が出てきます。例えばディスク空き容量なんかは正しく表示できなくなります。よって、安全に使うなら4GB（MB指定だと4095MB）で使うのが無難なのかなぁ、と思います。

あと実機上での利用では関係ないですが、BlueSCSIのイメージをDiskExplorerを使ってWindowsから読み書きしようとした場合、scsiformatでフォーマットしたイメージはパラメータを調整しても読めませんでした。SCSI搭載機でformatを使って初期化したイメージはプリセットで読めているので、scsiformatは避けるのが無難かもしれません。原因は深く追っていないので、倍になったクラスタサイズのせいかもしれず、別のサイズのイメージだったら違う結果になるかもしれません。またDiskExplorerも古いソフトなので32bitの4GB制約があるかもしれないので、イメージからのデータ読み書きには4GB以下のイメージを使うのが無難でしょう（注３）。

以下、立花さんに教えてもらったLIBCのソースに含まれるSCSI.DOCを読んで判明した（というか大昔に読んだ記憶あったので思い出した？）情報です。

（注１）SCSIコマンドを発行してディスクを読むドライバはハードディスクの先頭付近に置かれているようです。なので32bitアドレス版のコマンドを使っているかどうかはフォーマットしたプログラムに依存するかもしれません。

（注２）この制約はformat.xが書き込むドライバの制限だそうで、LBAが24bitに制限された結果のようです。確かにこの実験はXVIでやっているので、format.xのドライバに依存してそうです。

また、format.xでフォーマットした際に1GB以上のHDDから起動するためには田圃さんのGOVERHD.xが利用できるそうです。自分はch30_omakeからこのパッチなしで起動できてしまっています。田圃さんのSCSI周りの数々の功績には頭が下がります。BlueSCSIも田圃さんのArdSCSinoのforkのforkです。

以下、田圃さんのコメントに基づく注釈です。

（注３）SEEKがsigned 32bitなので、2GBを超えるファイルの操作は危険が伴います。より安全を見るなら2GBが無難です。

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2024年2月28日水曜日

X68000 EXPERT SASIポートの修理

昨年にX68000 修理にて復活！という投稿をしました。

電源をATX電源化、電池はケース化したうえで交換、VRAMが1つ故障していたので交換したところまでが修理の内容でした。ハードディスクはXVIを使って吸い出したもののEXPERTのSASIポートではうまく動作しないままでした。今回はその残るSASIポートの修理についてのメモです。

SASIポート周りについてはOutside X68000付属の初代機の回路図が参考になります。各ポートの制御はIX0909というカスタムチップが１つ鎮座しており、ソフトに見えるレジスタはおそらくその中に入っています。SASIはハードでは制御らしい制御はなく、このカスタムがレジスタアクセスに応じて直接SASIバスの信号を出し入れし、その外にある回路はバッファ程度なので、壊れるとしたらカスタムかバッファに使われているロジックIC、後者なら交換で簡単に直せるはずです。

初代機とEXPERTではカスタムチップの型番とピン配置が少し違います。ロジックICも使っているピンが違ったりはするのですが、基本的には同じ構成です。データバスは74LS642で出し受けしており、双方向バッファの方向は外から入ってくるI/Oで決まりますが、開放時は出力方向になっています。制御信号のうち入力は74LS19がシュミットトリガーで受け、出力は74LS38でオープンコレクタ。すべての信号がロジックの内側は5V、外側は約3Vで動いており、抵抗で分圧したうえでpull-upされてます。

場所的には底面基板に各種IOやFM音源がいます。CPU側のメイン基板から来てるケーブルにバスが全部載っており、電源側の基板からは電源と各ポートの入出力が繋がってます。Sと書かれた2本線がサウンド出力で内蔵スピーカーに向かっているようです。

投稿でカスタムと642の場所を説明してますが、さらに38は642の右に2つ並んでる38のうち左側のものがSASIとカスタムの間にあるやつです。今回は642にあたりを付けて交換しましたが、制御がおかしい場合にはこの38を交換する必要があるかもしれません。他にはアレイ抵抗が壊れてショートしていないかなども注意した方が良いと思いますが、底面基板なので電源入れて直接電圧を確認するのは難しいです。もし怪しいと思ったら、外に出てるSASIポートの電圧で確認するのが良いと思います。

データバスに関してはソフトでレジスタ叩いて出力の変化を見るのが良いかもしれません。

カスタムは出力中でもピンの電位を読み出せるようです。つまり、書いた後に読んだ値が実際にカスタムと642の間のデータバスの電位になります。ここで値がおかしいようなら642が外向きになっていなかったり、バッファが死んで常にGNDやVCCに張り付いているような状況が疑われます。一部張り付いているなら642を、全部張り付いてるなら38から入ってるI/Oを疑うのが良いかもしれません。またこの値は反転した形でSASIのデータバスに出ますから、ポートの電圧を測る事で642経由で期待通りの信号が出てるか確認できます。bitの値が0なら約3V、1なら約0Vですね。

今回は交換するまでは良かったんですが、交換時にソケット化したせいでICの位置が高くなってしまいシールドに接触するという大失態を侵しました。場所的にまさにシールドが出っ張っている位置なので要注意です。C1とか81あたりしか書けなかったら同じことをやらかしてる可能性大（笑）

という事でSASIポートが直ったのでSxSIを使ってBlueSCSIを接続するわけですが、それはまた別のエントリで詳しく書こうと思います。

ちなみにSASIのバスを3Vで駆動しているけど、これは何もバスが3V論理だという事ではないようです。SCSIの仕様書をみると5Vも許容範囲ですし、EXPERTや初代の回路的にも5Vを受けられるように設計されてます。3Vでpull-upしているのはターミネーターの推奨値だからかな？初代機の抵抗値はSCSIリファレンスの分圧でターミネートする時の推奨値でした。EXPERTはもう少し小さい値で近い比率で分圧してたように思います（具体的な数字はメモしてなくて忘れてしまった）。

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