ワイルドで現金な邪念の掃き溜め

72ピンSIMMを作ろう！ その12

容量が想定よりも半減してしまった理由について考察してみました。

これは本来載せるつもりだったDRAMのブロック図です。
アドレス信号がA0〜A11の12本で4ビットI/Oですから、チップ1枚辺りの容量が

2の12乗x2の12乗x4ビット
=4096x4096x4=67108864

つまり64Mビットとなります。

今回試作品に用いたDRAMの場合、アドレス信号はA0〜A12の13本。
(画像のデータシートはピン互換のEDO-DRAMのものです。)
容量を計算すると

8192x2048x4=67108864

となります。

しかし基板側でA12ピンが結線されていないため、ROW側だけが半分になり

4096x2048x4=33554432

すなわち32Mビットとなってしまいます。
チップ1枚辺りの容量が半減するのですから、モジュールの総容量も当然半分になるわけですね。
逆にこのことから、基板の仕上がりやはんだ付けに問題があったわけではないという
結論も導き出せると思います。

何故A12ピンを設計に盛り込まなかったのかと思う方もいらっしゃるかもしれませんが、
これは主な72ピンSIMM用のチップセットにおいてメモリアドレス信号がA11までしかなく、
不要だと判断したためです。

72ピンSIMMを作ろう！ その11

遂に本番、動作テストに突入です。
今回は親友JUNKER氏にテスト機材を提供して頂いたので、まずはそちらの紹介から。

SIGMA-LCという名の、スタンドアロンタイプのメモリテスターです。
72ピン及び30ピンSIMMに対応していて、まさに今回の企画にうってつけですね。

あまり一般に馴染みのないものなので詳細な解説は省きますが、SIMMを装着して
簡単なボタン操作をするだけでテストを実施してくれるスグレモノです。

下は2MBから(もっと小容量から認識するかもしれませんが)、

上は128MBまで大丈夫。

ではいよいよ、本命の自作SIMMを投入！

あれ？32MB…？
設計の半分しか認識しませんよ？
設計ミスや製造ミス、はんだ付けの失敗などいろいろイヤな想像が頭をよぎります。
急遽同じものをもう1枚作成してテストしましたが、残念ながら結果は同じ。

あれこれ失敗の原因を探したところ、

どうやら材料に使ったDRAMが悪かったようです。

DRAMのデータシートを見ると、設計に入れていない「A12」の信号が定義されていました。
4ビット幅の64Mビットチップにも更に複数種類があり、アドレス信号線の本数が異なるものが
あったのです。

なんともスッキリしない結末ですが、この後のメモリテストは無事クリア。
恐らく史上初となる、72ピンSIMMの自作に成功しました(棒
＃またもテンションガタ落ち。

いつか材料を調達して再度テストしますとも、ええ。

72ピンSIMMを作ろう！ その10

いきなりの焼損が怖いので、通電確認用の補助具を作ってみました。
製造ミスや設計ミスによる電源ラインショートの可能性がありますし、電圧変換部が
きちんと動作するかも怪しいためです。

SIMMコンバータに手を加えて、電源ラインに5Vを直接供給するよう改造。
後々再利用するかもしれないので、端子ではなく基板上のランドにはんだ付けしています。
おあつらえ向きに3本の電源ラインそれぞれにコンデンサを置く空きランドがあったので、
有効利用させてもらいました。

このSIMMコンバータの端子めっきも、今回作成した基板のそれと質感が似ていますね。

通電してDRAMへの供給電圧を測ってみると、その値は3.8V。
想定よりも随分高いので、ダイオードの選定を見直す必要があるかもしれません。
負荷をかければ(実際にPCに搭載すれば)もう少し下がると思います。

3.3V-DRAMの動作電圧範囲は3.0-3.6Vとなっており、規格上はオーバーしています。
しかし、許容最大電圧(厳密には違う)が4.6Vなのでいきなり壊れるということはないようです。

72ピンSIMMを作ろう！ その9

いよいよ製作にかかります。

材料のDRAMは168ピンDIMMから剥がして調達。
チップはFPですが試作品なので構わないでしょう。
具体的な作業内容はこの記事とこの記事を参考に。

チップコンデンサも一緒に移植します。
数が足りないので、不足分は適当にジャンク基板からかき集めています。

容量は200nF強(一般的な表記だと多分0.22uF)。
今回はADTECのメモリ製品やIOデータのSCSIボードから取りました。

これは余談になりますが、市販の拡張ボード製品の場合2125サイズのチップコンデンサは
0.1uFのものが多く、0.22uFは少数派です。
サイズや色まで揃えたい場合は新品を買った方が早いし安心です。
そもそも容量が多ければ多いほど良いのかというとそれすら不明なので、あまりこだわる必要は
ないのかもしれません。

ダイオードはROHM製の1SR154-400TE25(一般整流用)を選択。
搭載例と同じ(っぽい)ものにしておけばトラブルも少ないでしょう。
＃定格電流1A以上、順方向電圧0.85V(2個直列で1.7V程度の電圧降下)前後が理想。
＃ダイオードによる降圧幅は流れる電流次第で大きく変化するらしいので、
＃実際に測ってみないと何とも言えません。

ひとまず完成。
部品を載せることで、安っぽく感じた基板がそれなりに見えるのが不思議ですね。

製作段階まで気付かなかったのですが、実はDRAMとチップコンデンサが干渉寸前。
DRAMのパッケージサイズを考慮に入れずに設計したのが原因だったのですが、
危うく全てがパーになるところでした…。

72ピンSIMMを作ろう！ その8

続いて、ソケットへの装着を確認してみます。
形状が規格で定められているモジュールですので、基板外形の精度も重要なのです。

486マシン(Ap2)用のSIMM増設ボードで実験。
下は比較用の「本物の」SIMMです。
ややきつい感じはするものの(＊)、問題なく取り付けできました。

ソケットに対して微妙に右にズレている気がしないでもありませんが、着脱時に擦ったり
するわけではないのでまあ良いでしょう。
ところでこのガイド穴、設計時にただの穴にしておいたら無意味にスルーホール加工されて
しまいました。

世の中には少数ながらそういうSIMMも存在するようですね。
今回初めて知りました。
よく見たら切り欠きの精度も同レベルですな。

＊
全体的な印象としては、設計よりもほんの少し広めに残して仕上げている感じがします。
切断面のすぐ内側に見える線のあたりが、設計時の外形ラインですので。
ルーター加工なので切断面は非常に滑らかです。