SEGA 土星主机免电池存储方案讨论

tzmwx

movie 发表于 2018-8-23 20:24
根据教程作者René， Sega Saturn Internal Memory Mod with FRAM – no battery required 对 #WE Contro ...

大家互相探讨一下：
楼主发图有两根黄线，28脚脱开主板飞+5V目的，是让电池继续支持时钟电路走动，而不供给存储器，因为1808不用电池的电力就能保存数据，给他供电就等于浪费电池电力，当机器开机时则使用机器的电力完成1808的读写！


22脚OE是“使用中”，原机是高电平开启，1808是低电平开启，所以1808的22脚要接到低电平才能使用，楼主现在因为把所有芯片的OE都接到了低电平，是bios等芯片都无法得到“使用中”信号，试问，开机后得不到bios程序，机器如何运行？

foxfastcn

感谢2位大神指导~~~~已经正常开机 修复黑屏，经测试新加的存储芯片可以正常使用了

确实如2位大神所说断开OE脚与主板的连接即可，我没动那个1脚的连接线保持原样。芯片脚间隙很小，搞的时候很小心，完后用高温胶带隔离了一下

自爆桌面 有点乱 见笑了

movie

tzmwx 发表于 2018-8-23 22:03
大家互相探讨一下：
楼主发图有两根黄线，28脚脱开主板飞+5V目的，是让电池继续支持时钟电路走动，而不供 ...

欢迎参与讨论

楼主发图有两根黄线，28脚脱开主板飞+5V目的，是让电池继续支持时钟电路走动，而不供给存储器，因为1808不用电池的电力就能保存数据，给他供电就等于浪费电池电力，当机器开机时则使用机器的电力完成1808的读写！

如果从节省电池电力的角度来说，我不同意这个观点。

主机电池的作用主要是给RTC电路供电，对于SRAM类型的原存储器UPD43257B也只是用少量的电池电力来维持记忆的存储。

更换FRAM的目的之一不就是为了节省电池电力吗？FRAM类型的FM1808存储器在主机断电之后怎么会多消耗电池的电力呢？所以我认为#28针脚没有必要脱开主板。

当然如果要做到在主机断电后完全断绝使用电池电力，可以将#28脱离主板，用跳线连接从别处引5v电压。

22脚OE是“使用中”，原机是高电平开启，1808是低电平开启，所以1808的22脚要接到低电平才能使用，楼主现在因为把所有芯片的OE都接到了低电平，是bios等芯片都无法得到“使用中”信号，试问，开机后得不到bios程序，机器如何运行？

根据Sega_Service_Manual_-_Sega_Saturn_(PAL)_-_No._013-1,_June,_1995.pdf

控制UPD43257B #22 CE2的是SCE2


SCE2的信号是由IC9, System Manager & Peripheral Control (SMPC)和IC25的信号控制。


IC9 实际是Sega为Saturn自制的Hitachi HD404920FS，很遗憾我在网上找不到它的Datasheet，但是其#48 Pin应为INT（ interrupt ）中断输出引脚。

【更新】 我找到了IC9的功能说明，帖子错误的部分已做反白处理。


#48 Pin应为INT（Input）输入。

The System Manager & Peripheral Control (SMPC) is a Hitachi 4-bit MCU with
built-in program ROM. The actual part number is HD404920FS, but the chip
is branded with a Sega custom part number of 315-5744.

The SMPC carries out the following tasks:

- Turn on/off other parts of the system. (CPU's, custom chips, etc.)
- Maintain internal timekeeping functions.
- Change the system clock speed generated by the PLL.
- Poll peripherals in the I/O ports.
- Provide SH-2 interface to I/O ports for direct programming.


IC25 #1 CS也是输出引脚。

由于FM1808的#22 OE（低电平有效）接地而造成SCE2变为低电平，会对IC9 SMPC造成干扰。
所以建议更换芯片时，将FM1808的#22针挑起脱离主板，单独接地。
所以说，组成SCE2控制信号的IC9 #48和IC25 #1都为输出引脚的输出信号。
如果FM1808的#22 OE（低电平有效）接地而造成SCE2变为低电平，但这个低电平的信号不会对IC9 SMPC和IC25产生干扰信号。
所以SCE2的低电平信号不会造成所有芯片的OE都接到了低电平。而且SCE2信号也不和BIOS芯片相连，更不会造成开机后得不到BIOS程序的问题。
【补充】
有部分玩家反映无需将#22针挑起脱离主板，也能成功
https://assemblergames.com/threa ... /page-2#post-976252


但也有玩家反映，即使将#22针挑起脱离主板，主机也不能启动。
Saturn FRAM mod issue


鉴于没有完整的Hitachi HD404920FS的Datasheet用来参考以及主板版本太多，大家+IC时请自行尝试跳线方式。

movie

foxfastcn 发表于 2018-8-23 22:26
感谢2位大神指导~~~~已经正常开机 修复黑屏，经测试新加的存储芯片可以正常使用了

确实如2位大神所说断开O ...

恭喜修复成功！

tzmwx

movie 发表于 2018-8-24 00:26
欢迎参与讨论

你试想一下，原机电池供应rtc和sram，现在换了1808，既然1808是不需要电力供应就能存储的芯片（并不是说他在接通电源时不需要消耗电力），那我们为什么不把它从电池的电路中分离出来，让电池只供应给rtc电路？这样是不是就能省电？使原机电池可以使用更长时间。

foxfastcn

movie 发表于 2018-8-23 18:54
唉，电池供电存储的弊端就在这啊。但是更改大容量电池的方案可以算是小改，然而更换芯片的方案可算是大改 ...

今天早上起得早，又把土土拆了 把连接CE111位置的黄线断开了，经测试正常使用，启动 存储 删除都没有问题，印证了这个va11 只要接地这根线即可

tzmwx

foxfastcn 发表于 2018-8-24 08:39
今天早上起得早，又把土土拆了 把连接CE111位置的黄线断开了，经测试正常使用，启动 存储 删除都没有问题 ...

看我楼上的回复，其实你参考的那张图片28脚和22脚都是脱离主板的，22脚你已修改过来，28脚也可以按照22脚一样，即挑起后飞线+5v，这样你的1808就不和电池相连，让电池只供给时钟电路

movie

tzmwx 发表于 2018-8-24 06:53
你试想一下，原机电池供应rtc和sram，现在换了1808，既然1808是不需要电力供应就能存储的芯片（并不是说 ...

首先申明一下这个回复贴没有抬杠的意思，所涉及的改 机方案仅作为技术讨论。

原装电池 CR2032 容量为 220mAh，其电力供应给RTC和SRAM。

我想在这里做一个耗电量的计算。出于直观考虑，以下计算均已估算方式进行。

部分玩家反映 CR2032 电池电量在主机持续不插电的情况下，会在1个月内耗光。我们多算它一些，以2个月，60天来算。
所以RTC和SRAM 模块每天共耗电 220mAh/60days = 3.67mAh/day


在断开RTC电路的情况下，CR2032 电池电量可以提供SRAM的记忆存储2年以上，我们少算一些，以2年，720天来算。
也就是说，SRAM 记忆模块每天耗电 220mAh/720days = 0.306mAh/day.
从而估算出RTC的每天耗电量为 3.67mAh/day - 0.306mAh/day = 3.364mAh/day


再估算一下FRAM的耗电量，我们再多算一些，按照SRAM耗电量的30%来计算，0.306mAh/day * 0.3 = 0.092mAh/day

每天的耗电百分比，FRAM : RTC = (0.092mAh/day/3.364mAh/day)*100% = 2.73%
所以我们可以大概推导出，在保留FRAM供电电路的情况下，FRAM的每日耗电量约为每日总耗电量的3%

结论，如果认为这多出的3%的耗电量足以影响实际使用体验，那么请切断主机电池对FRAM的供电电路。

tzmwx

movie 发表于 2018-8-24 16:26
首先申明一下这个回复贴没有抬杠的意思，所涉及的改 机方案仅作为技术讨论。

原装电池 CR2032 容量为 22 ...

互相探讨：

任何数据的产生不是靠猜测的，起码我的土星电池好像不止2个月，记忆中好像都要一年以上吧？说实话忘了！呵呵

但是很多数据都是有据可查的，比如原机UPD43257数据保存电流是2uA，而铁电1808的电流是20uA，不是你说的1/3，而是10倍。PDF文档截图如下：



查不到的数据可以实测，比如下图，VA7主板未改铁电1808时的待机电流12uA，去掉原机UPD43257的消耗2uA，时钟电路约10uA




一个铁电20uA，一个时钟电路10uA，加起来30uA，也就是改1808后是改之前的2.5倍，所以+IC后仍放电池的朋友，建议你28脚脱开主板飞+5V

movie

tzmwx 发表于 2018-8-24 17:50
互相探讨：

任何数据的产生不是靠猜测的，起码我的土星电池好像不止2个月，记忆中好像都要一年以上吧？ ...

感谢提供实测待机电流，这点真正做到了言之有据。

我们先来算一下这个理想待机时间，然后说一下我为什么要用估算的方式来计算电池电量消耗。

【理想待机时间】
实测待机电流12uA, 电池CR2032 容量为 220mAh。
待机时间理论值（电池续航时间） = 220mAh/12uA = 18333 hours = 763 days (2年左右)。

也就是说原装土星主机 + CR2032电池，在主机不插电和无其它功耗的状态可以保存内置数据2年左右。

【实际待机时间】
短则1~2个月，长则1年以上。

【误差产生的因素】
1. 劣质电池
2. 土星的电池管理程序问题
3. 不同主板上的RTC模块有差别（我对RTC模块没有研究，在此仅列出做为参考）

【对SRAM和FRAM耗电量的说明】
以下均为理论值

待机电流（Standby Current）是指在工作状态下的电流，我对你给出的图片做了标注，绿标部分。

SRAM的UPD43257B待机电流（Standby Current）15uA或50uA（版本差异）
FRAM的FM1808待机电流（Standby Current）20uA
请注意的蓝标标记的Data Retention，这个电流数值是因为SRAM需要持续供电来保存数据，而FRAM的Datasheet里面是找不到这个电流数值的，因为FRAM在断电的状态下也可以保存数据，所以不需要持续的供电。

也就是说在土星主机通电状态下，没有数据访问时，SRAM的待机电流为15uA或50uA，FRAM的待机电流为20uA.
而在主机断电的状态下，SRAM的数据保存（Data Retention）电流为2uA或3uA，FRAM则为零。




【说一下我为什么要用估算的方式来计算电池电量消耗】
为什么理论上FRAM不需要消耗电池电量，我却给出了30%SRAM电池电量消耗的估值。

我认为电池电量管理程序是在 System Manager & Peripheral Control (SMPC) 即 Hitachi HD404920FS里，也就是前面帖子的IC9.

即使FRAM不需要电池供电也能保存数据，但是并不是说电池管理程序不会对FRAM进行访问，毕竟FRAM取代的是以前SRAM的位置。如果有访问，必定产生电流以及电池电量消耗。但是这个电量消耗会很小，因为FRAM在主机断电状态下不需要电池持续供电；电池管理程序也不会一直在访问FRAM。

但我没有任何资料来说明电池管理程序究竟是如果运作的，所以我将其列在误差产生的因素

【说了这么多，究竟需不需对FM1808存储器的#28针脚脱开主板飞+5V】？

我认为假如楼主有时间，可以用tzmwx的实测法测量一下改过FRAM之后的待机电流。如果大于12uA则可以采取对#28针脚脱开主板飞+5V的+IC方案。