Le Cimetière des PCB ~ Tumble Pop (Data East)

Ça me dérange, ça m’obnubile…
« Le » Nintendo® Game Boy ou « La » Nintendo® Game Boy ?
Certains argueront forcément sur ce petit embossage magique qui siège au dos de cette mamie : « DMG – 01 ».
Le projet Dot Matrix Game en interne de la firme au plombier moustachu.
Donc, il s’agit bien d’UN jeu, d’UN système de jeu !

« Mais… Hum… C’est UNE console de jeu », me glisseront certains ! Je vous vois venir avec le blanc de l’œil un peu rougeâtre, l’argumentaire sur la rampe de lancement…

Voyez-vous notre dilemme ?
Comment personnifier convenablement la reine des portables à cartouche : comment lui rendre toute cette grâce, toute cette bienveillance qu’elle a pu nous offrir lorsqu’elle était là, lorsqu’elle agitait ardemment tous ces petits cristaux liquides sous nos yeux ébahis d’enfant des eighties !
…
Oui, si vous avez bien épluché entre les lignes, je viens de genrer la matriarche du jeu vidéo de poche.
Il s’agit bien d’une dame à fort potentiel ludique et nostalgique, nous en conviendrons.

Pourquoi, diable, est-ce que je pérore sur une console de jeu dans un article au nom si peu avenant, « cimetière de PCB » ?
Votre hôte est-il dans une autre phase de blonditude (sic) ou, pire, de nécromancie ?
…
Eh bien, d’une certaine façon, je voulais suggérer les subterfuges d’un vocabulaire populaire éprouvé, concurrent d’un vocabulaire technique souvent disgracieux.
La dénomination courante de la portable immaculée de Nintendo® en est le parfait exemple :
LA Game Boy qui rassemble les aficionados et LE Game Boy qui nourrit les articles techniques gonflés d’orgueil.

Je me retrouve, un peu, dans le même bateau, avec le mal qu’il incombe, dans les eaux mouvementées du grammaticalement correct : en tant qu’électronicien crédule, dois-je parler de PCB au féminin ou au masculin ?
Pour me conformer au prosaïque, je devrais, par habitude, parler de PCB au masculin : c’est une formulation que vous retrouverez dans bon nombre d’articles scientifiques…
Soit, mais… bon Dieu : c’est si moche, c’est si fade, c’est si terre à terre…

Je m’autorise, donc, à appeler toutes cartes électroniques, en rapport avec le jeu vidéo, « une PCB » et non « un PCB » !
Ces objets de la révolution du silicium ont une histoire, une valeur ajoutée humaine et un passif qui pourrait faire rougir certaines licornes thermiques à quatre roues (…dans le monde des prototypes, des jeux à tirage unique, des hardwares avortés…).
Et de surcroît, la niche de passionnés qui troquent de tels trophées s’accordent à les nommer au féminin.
À bon entendeur…

… Mais, minute là : il y a juste le mot « cimetière » qui s’est glissé, discrètement, au milieu d’une rhétorique en trompe-l’œil !
Pourquoi ce titre pesant qui transpire l’allégorie à plein nez ?
Les Fans de Buffy the Vampire Slayer, calmez-vous : pas d’allusion à d’hypothétiques démons aux dents longues, propriétaires de salles d’arcade.
Les Fans de Stephen King, même combat : vous faites fausse route ; pas d’animaux inhumés ici et là.
Mais alors ?

Il y a cette ombre glaçante qui suit tous les adorateurs de matériel d’arcade : l’ombre de la… PANNE !
Cette faucheuse (la panne) est indéniablement présente dans tout matériel électronique un tantinet évolué : d’origine discrète, elle prend ses aises avec le temps pour refaire la décoration à son goût !
… Une EPROM altérée, une piste coupée, un amplificateur muet…
Les goûts de cette dame frisent l’improbable voire le vicieux !
Pour nos PCB, le risque est d’autant plus grand de par la nudité de ces déesses à composants (… Voyez-vous le niveau d’endoctrinement ?).
Chaque collectionneur de ces bribes d’histoire vit avec la hantise de voir s’évaporer son patrimoine au gré des saisons, des cycles de la collection : que ce soit au repos (stockage, piles suicides, oxydation) ou durant une utilisation naïve se transformant en punition (survoltage, ESD, composant sur la corde raide).

Nous arrivons donc à un triste constat : chaque utilisateur de PCB dispose d’un caveau « d’arrière-boutique », peu flatteur, où s’entassent les cadavres d’un matériel hors-service égrainé par la faucheuse…
Ce cimetière est souvent laissé à l’abandon, à l’oubli, avec des conditions de stockage qui n’arrangent en rien les choses.

… Vous l’aurez bien compris : je vais partager l’exhumation de mes pertes au combat, avec vous, dans mon cimetière de PCB, dans l’espoir de ressusciter ces petites perles d’époxy et de cuivre.

Eh bien, après cette introduction morbide (!) et sans fin (je vous vois, avec la tête lourde et le coude chassant au bord de la table…), nous allons entrer dans le vif du sujet !

La PCB d’aujourd’hui est une petite Tumble Pop de DECO®.
Les années « post ’90 » sont un gage de qualité pour la production vidéoludique de ce fabriquant : Tumble Pop ne déroge pas à la règle avec des sprites colorés et une musique entrainante.

Mais… tout ça en émulation car, là, dans la réalité, c’est écran noir total au premier démarrage ! La frustration, le blocage…
J’ai l’habitude de ces cas de mort clinique, si je puis dire !
Les réparateurs dans l’âme connaissent bien cette situation : la déprime de constater cette mort matérielle bien installée en regard de l’espoir, tant souhaité, du soubresaut cathodique, du brouillard de pixels, du ROM test divin…

Avant de partir sur un contrôle du software (EPROM, PAL…), une inspection visuelle est de mise.

La face inférieure est bien endommagée.
On notera quelques pistes coupées et des pattes traversantes en contact (réseaux de résistances…).
J’avais récupéré cette carte dans l’état, il fut un temps.
Je pense que son historique doit être peu glorieux avec des conditions de stockage probablement désastreuses, comme c’est trop souvent le cas, hélas !
On pourrait parler longtemps, croyez-moi, de ce fléau qu’est la désinvolture des collectionneurs face au stockage : les PCB ne sont probablement pas assez chères…
Vous sentez le vent de la condescendance qui pointe ? Ça ne sera pas très constructif et votre hôte va rager, donc, poursuivons pour sauver cette dame !

J’ai donc abrasé le vernis des zones marquées pour pouvoir étamer au cuivre et recréer les pistes sectionnées.

Deuxième démarrage de cette PCB :
on progresse avec un jeu qui tourne sur son attract mode mais qui laisse transparaître des défauts visuels sur les sprites de premier plan.
Ce genre de défauts est souvent synonyme d’un bus d’adresse incomplet ou d’une Mask ROM corrompue : la conclusion semble hâtive, mais c’est l’expertise qui parle…

Premier réflexe :
identifier la zone de la carte qui est en lien direct avec le layer des sprites/tiles de premier plan.
Après quelques recherches et un peu de logique, j’ai pu dresser la liste des composants custom de la carte :

• Data East 59 ~ QFP64 : CPU Maître MC68000
• Data East 45 ~ QFP80 : CPU Audio HuC6280
• Data East 52 ~ QFP128 : ASIC Sprites layer
• Data East 56 ~ QFP160 : ASIC Background Layer / Fix

Il devient facile d’isoler les Mask ROM qui contiennent tout l’asset des sprites de premier plan.
Celles-ci, au nombre de deux, sont localisées en A2 ~ A4 et ont pour références :

• MAP-00 (en A2)
• MAP-01 (en A4)

Vous noterez que l’utilisation d’un binôme (x2 ROM) pour l’asset graphique de notre ASIC 52 n’est pas le fruit du hasard !
Ce custom a un bus de 32 bits (…multiplexé pour agrémenter le tout) qui route vers les deux Mask ROM.
Celles-ci sont donc en « interleaving » pour offrir une ligne de sprite complète en un seul cycle de lecture (8 pixels codés sur 4 bits soit 32 bits par ligne… Les ROM sont en 16 bits, vous suivez ?).

Je vais donc remplacer ces deux composants, qui sembleraient douteux, par des EPROM fraîchement reprogrammées.

Nous allons voir qu’il y a une subtilité à prendre en compte sur le choix de mes ROM de remplacement…

Les composants d’origine sont des Mask ROM, programmées en production, pour un but légitime de coût.
Le fournisseur imputé, ici, est Fujitsu.
Les puces sont des ROM MB834200 de 4 Mbits en boîtier DIP40.
Fujitsu est une enseigne que vous remarquerez souvent dans mes billets pour des raisons, hélas, de fiabilité.
Les réparateurs confirmés ont souvent le réflexe, presque reptilien, de scruter le moindre composant de ce fabriquant, souvent source de bien des problèmes (… comme le cas Toshiba, soit dit en passant).

Notre subtilité vient du fait que ces ROM ne sont pas au standard JEDEC !
Elles ont été utilisées, ça et là, dans certains systèmes comme le CPS1 de Capcom® ou encore le monstre Model 2 de SEGA®.

Qui dit EPROM non-JEDEC dit programmateur adapté.
Je m’en vais ressortir mon vénérable Willem qui, il faut le reconnaître, est toujours fidèle au poste pour faire du composant exotique. Ce programmateur est un vétéran du Do It Yourself avec toutes les tares que certains peuvent lui décrier : une ergonomie dédiée à l’électronicien pur et dur et des dipswitchs originaires du Crétacé…
Pour ma part, il reste le couteau suisse que l’on cache par commodité mais que l’on vénère quand une programmation se fait à 100 % sans encombre !

Les EPROM retenues pour la réparation seront les rares 4 Mbits de type 27C400 que j’avais à ma disposition : des MX 27C4100 avec un temps d’accès acceptable de 150 ns.

Il faut, bien évidemment, retirer les deux ROM suspectes pour poser des supports coiffés de leurs nouvelles compagnes à fenêtres !
Gare à ce type d’opération, à première vue simpliste, qui peut déboucher sur une catastrophe au niveau des pastilles.
Je dis ça, je ne dis rien…

Troisième démarrage de notre patiente :
Vous remarquerez que les sprites/tiles du layer incriminé sont « presque » conformes !
Ne fuyez pas : le « presque » fait partie de la gymnastique habituelle du réparateur…

Jusque-là, c’était facile !
Il va falloir se pencher plus sérieusement sur tout ce qui passe dans les ROM nouvellement changées.
… Et là… Je m’aperçois qu’il manque des lignes d’adresse sur mon bank A2 !
Ça n’aide pas, cette petite histoire, à monter correctement mon layer de premier plan ! Voyons, voyons …

Je vous épargne le contrôle visuel ainsi que celui de continuité sur le bus incriminé : des opérations nécessaires mais fastidieuses…

Mon attention s’est, ensuite, portée sur un boitier TTL qui ne m’est pas étranger : un 74LS373 en DIP20.
Ce type de verrou transparent 8 bits (… un « pseudo » registre pour les initiés) est souvent synonyme de multiplexage, or, nous avons vu précédemment que l’ASIC 52 disposait d’un bus 32 bits multiplexé entre données et adresses.
Je me suis donc empressé de tester ce verrou en C3 pour voir, sans trop de surprise, qu’il était défaillant sur quatre lignes de sorties dont une contaminée par des fronts capacitifs !

Vous sentez l’appel de la chirurgie ?
Une opération qui ne sera pas contrariante lorsque l’on sent l’odeur de la victoire au pas de la porte…

Il me faut donc retirer cette TTL, au piquet de grève, pour la remplacer avec le couple habituel support et composant neuf !

Quatrième démarrage et j’espère le dernier !
… Et là…
Oh que c’est joli ! L’ADN coloré de Data East à sa juste valeur !
De jolis sprites, une image nette et la satisfaction d’avoir réparé une carte abandonnée à son triste sort.

Ouf !
… Eh bien, je vous avouerai que ce moment de plénitude après une réparation achevée est indescriptible : un sursaut d’orgueil, un lien intime avec les architectes du passé, un retour aux sources du bien pensé…

Mais je ne vais pas m’arrêter là : cette PCB est fonctionnelle mais se doit d’être impeccable !

Je poursuis donc sur une dernière inspection visuelle pour m’arrêter sur quelques soudures impropres.
Le cas de la soudure « sèche » pourrait justifier un article à part entière.
Ce type de brasure non conforme est, à proprement parler, lié à un apport qui ne prend pas, qui ne mouille pas : la faute à une température de panne trop basse ou l’absence de flux ou encore une dissipation thermique trop importante (zone de masse…).
Vous noterez, aussi, que je jongle maladroitement entre ces deux antagonistes que sont la soudure et la brasure !
La pratique de l’électronique par la mise en place de composants, de ponts, de connecteurs implique la BRASURE avec un alliage eutectique tendre, c’est dit.
Le terme « soudure » est toléré et couramment utilisé dans des discussions plus pragmatiques que magistrales.
Et j’avouerai que la « soudure sèche », ou encore la « soudure froide », ont inondé bon nombre de discussions et font parties intégrante du paysage culturel de l’électronique.

Je digresse, encore et toujours, coupable !
…

Les soudures les plus fragiles sont, aussi, souvent liées aux composants les plus exposés mécaniquement.
Pour notre PCB, les condensateurs électrolytiques de fortes capacités ont succombé à de la manipulation négligente, entrainant la rupture de ces soudures.

Je m’en vais donc reprendre les pastilles martyrisées, coller les composants critiques et protéger mes reprises de pistes avec une mousse adéquate…

Et le glas final : le nettoyage de cette rescapée avec la pose de pieds neufs et l’alignement mécanique de tous les composants (!).
Il restera à protéger, via des pastilles autocollantes, les fenêtres d’EPROM pour parfaire le travail.

Nous voici à la fin de cette modeste opération de sauvetage.
Pour rester pragmatique, je dirais que c’est une étape de plus dans la vie, bien mouvementée, de ces cartes si attachantes et si fragiles.
Je sais que la réparation de tels objets les transfigure esthétiquement, mais croyez-moi ; la pose de composants sur supports est un gage de pérennité pour le long terme.
Ces dames ont un passif souvent flou, dû en partie à leurs fréquentations passées peu recommandables : salles de jeux surchauffées, enfumées, et mains précipitées d’exploitants affairés à leur business…