Grabador de EPROM para Nintendo


 La tendencia actual en muchos  equipos electrónicos es que estos se asemejan cada día mas a las ordenadores, pues televisores de última generación (LCD’s, retroproyectores, etc.),televisores, equipos de audio, DVD, cámaras digitales, reproductores de mp3 ,teléfonos,etc   incorporan en su electronica , memorias  con el software grabado en su interior..Es así como en los electrodomésticos actuales se incluye unos circuitos de memoria del tipo EEPROM los cuales en su gran mayoría manejan la serie 24XX , 93Cxx pero también memorias clásicas memorias  como son las  estándar 27C64 y 27C128.

Muchas de los fallos que presentan los equipos electrónicos,  donde también incluimos casi todos los antiguos juegos en formato cartucho, se deben a problemas en las memorias EEPROM que utilizan.

En efecto, una memoria puede resultar dañada y dejar de funcionar correctamente, pero en la mayoría de los casos, el problema es que se ha alterado o perdido su contenido o información binaria, es decir, los datos que tenía grabados en su interior. Eso es lo que mayormente provoca fallos de funcionamiento en el equipo que  la utiliza.

Lo interesante es que reescribiendo el contenido original de la memoria, ya sea en la misma o en una nueva, el mal funcionamiento del equipo desaparece y la avería queda resuelta.Ademas no solo nos podemos limitar a copiar el contenido origina, pues adelantándonos  un paso más incluso podemos incluso cambiar el contenido original por otro que nos interese.

El autor del programador  que vamos ver, Robson Couto, tomó la decisión de fabricarse su propio cartucho  cuando se compró una consola SNES, descubriendo   al poco tiempo que la mayoría de los cartuchos que se venden  actualmente para esta consola  supuestamente “originales” en realidad no lo son pues  tienen la ROM cambiada y los vendedores  pretenden cobrarlo a precio original  sin por supuesto carecer de los derechos del software original .

cartucho.png

Couto , molesto con esta actitud ,entendió que se no deberia  sobrevalorar algo que en esencia no es demasiado licito  pues no se puede vender  software  del que no se posee  licencia, por muy antiguo que sea,  así  que  decidió  crear  sus propios cartuchos usando para ello su Arduino Mega para programar la memoria EEPROM,   que es realmente la memoria donde se almacena el juego  dentro de cada cartucho.

Para gestionar la grabación de la EEPROM con su Arduino, eligió el lenguage  Python  para hacer el programa de grabación  de las memorias EEPROM , las cuales, por cierto se pueden encontrar por un módico precio en ebay.

Robson ha necesitado hacer bastante trabajo de programación e ingeniería inversa para conseguirlo, pero finalmente lo consiguió   y ha  decidido compartirlos con toda la comunidad  tanto los esquemas del circuito como sobre todo  el software que permite hacerlo funcionar.

¿Cómo se fabrican los cartuchos de repro (normalmente) que hay disponibles en el mercado?

  1. Se busca  un cartucho de juego aburrido (deportes especialmente);
  2. Se graba una EPROM con el archivo ROM deseado;
  3. Se cambia la ROM del cartucho con la ROM programada.

Bien, pero entonces ¿por qué no todos están haciendo sus propias repros ?

Pues por el precio , dado que un programador no es tan barato,ya que incluso los chinos tampoco lo son ( ademas  dependiendo del lugar habra que pagar impuestos,etc)

Todo tiene una relación costo-beneficio y los fabricantes / hackers están siempre creando herramientas super útiles con materiales baratos. En 2014, se fijo el cartucho de  Mega Drive  utilizando chips  BIOS que se encuentran en la chatarra. Escribir memoria flash no es trivial, hay un cierto algoritmo, pero sigue siendo un proceso relativamente simple, asi que escribir en una memoria EPROM no debería ser mas complicado.

El programador

Una EPROM también es una memoria,y en realidad es aún más fácil de programar que las memorias flash. Para escribir un byte en EPROM tenemos que seguir lo siguientes pasos:

  1. Seleccione la dirección a través de los pines A0, A1, A2 … y así sucesivamente
  2. Poner el byte de datos para ser escrito en Q0 pines, Q1, Q2 … etc,
  3. Dar un pulso de al menos 50ms  con una tensión de  13V en el pin Vpp
  4. Repetir el proceso para toda la memoria  ( en caso de de la eprom 27C801  son  8 * 1024 * 1024 = 8388608 direcciones)
  5. También, debe ser observado que el Eprom necesita ser alimentado 6V cuando está programado(motivo por el que se ha incluido  un  interruptor en el esquema de mas abajo aunque se puede utilizar  en su lugar  un simple puente simple y cambiar manualmente Vcc cuando era necesario).

 

Para continuar es sumamente interesante comprender el pinout de una memoria típica  con las típicas señales de control : VSS,Enable y GVPP

27c801

 

Los 13 voltios son proporcionados por un módulo de refuerzo ( boost) que puede conseguirse ya montado el cual básicamente es un convertidor DC-DC de 5V a 12V, pero claramente se puede usar una simple fuente de 12 voltios,aunque esto hará necesario conexiones externas al montaje

De la salida de 13V del modulo Boost , gracias a un regulador LM317  y dos resistencias de 1K  ajustable y una de 220 ohmios  , podemos obtener los 6V para alimentar el circuito en modo programación ,aunque claramente también se podría  haber optado por  un simple LM 7806 , regulador que como sabemos no necesita ajustes.

Por ultimo ,para conmutar la señal de programación G/VPP que conectaremos al pin 24 del zocalo ZIF necesitamos dos circuitos  de conmutación cuyas salidas  conectaremos a dicho pin. Ambos circuitos están  basados en dos transistores de pequeña señal NPN y  PNP (por ejemplo BC557 para el PNP y un BC547pra NPN) alimentandos por 13v y 5V respectivamente usando como señales de control las señales 3(13V) y 5(5v) del Arduino Uno

A continuación se muestra el esquema final del programador:

grabador

Como vemos el circuito gira alrededor de un zocalo ZIF de inserción nula para que no dañe las patas de la EPROM , y  se conectan  30  pines del Arduino  UNO  al  bus de direcciones  de 20 bits (son los pines numerados con A0 ,A1,,..A19)  y el bus de datos de 8 bits  (son los pines numerados con q0,q1,..q7)  de  la EEPROM.

Las conexiones que se usan en este circuito son casi todas las salidas binarias del bus de expansión del Arduino Mega:

arduino-uno

Las conexiones entre el zocalo ZIF y el arduino Mega utilizadas son las siguientes:

27c801

ARDUINO MEGA

1-A19 39
2-A16> 40
3-A15 37
4-A12 34
5-A7 29
6-A6 28
7-A5 27
8-A4 26
9-A3 25
10-A2 24
11-A1 22
12-A0 5
13-Q0 5
14-Q1 6
15-Q2 7
16-VSS GND
17-Q3 8
18-Q4 9
19-Q5 10
20-Q6 11
21-Q7 12
22-ENABLE(NEGADO) 2
23-A10
24-G/vPP VER CIRCUITO
25-A11 33
26-A9 31
27-A8 30
28-A13 35
29-A14 36
30-A17 41
31-A18 38
31/VCC 5V ó 6V

 

 

El montaje podemos soldarlo  directamente  en un escudo de prototipos para un Arduino Mega que enchufaremos encima del propio Arduino

Como comentábamoses muy interesante usar  un zócalo ZIF, lo cual hará mas facil   conectar  y quitar la Eprom.

 

Software

Obviamente el circuito montado sin sw no podemos hacer nada , así que el autor ha escrito tanto un script ,como un sketch para ayudar a la lectura o grabacion de la Eeprom usando para ello un  script en  Python que lee los datos de un archivo y los nvía estos al Arduino Mega, que recibe los datos y los escribe en la memoria

Python 3 y pyserial son necesarios para cargar datos a la eprom pues como vemos el sw en realidad se compone de dos partes:

  • El script en python para leer el fichero  y enviarlo al Arduino por el puerto serie  y también para leer el contenido de la EEPROM via peticion al Arduinoi
  • Un sketch  para  Arduino para permitir leer y escribir en  la Eeprom, donde como hemos comentado ,para la programación, se debe aplicar un vpp de 12V y un vcc de 6V a la eprom

Los archivos del proyecto están disponibles en el repositorio de github del autor.

Ahora usted ya sabe que puede programar EPROMS con sólo un Arduino Mega y algunos componentes adicionales( y no se preocupe si se equivoca,!pues  puede borrarlos simplemnte liberando la ventanita y exponiendo esta  con luz UV ! )

 

Fuente aqui

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