GC光デジタル化改造
ゲームキューブに光デジタルを増設してみます。


概要
　・あくまで内蔵なので大きい部品は使えない
　・目的はS/PDIFのRTL記述の実験なので、あえてTC9231などの汎用品は使わない
　・3.3Vで動作

という、本題がすでになんだか解らないですが、とりあえず改造してみました。

完成概要
完成概要といっても、本当にくみ上げた状態だと外にミニジャックコネクタが一個増えるだけなので、分解写真を載せておきます。



分解後に本体背面から見た写真です。
電源基板が入ってる横のシールド版に並行に入っています。分解方法に関しては特に書きませんが、この辺は、実際に分解して見比べてみて下さい。
もちろん、シールド版にくっつけて基板を置いているので、絶縁は忘れないで下さいね。

変換基板概要
変換基板完成写真です。
と言っても、CPLD一個とクリスタルだけの単純な構成ですけど。
が、GCに内蔵出来るサイズを目指すと、それなりのハンダづけ技術が要ります。
CPLDが100pinの0.5mmピッチなんですけども、これを普通の汎用変換基板に乗せると、間違いなくGCには入りません。
で、完成形態はこんな感じ。



ちなみに、写真の左側は、基板に乗せれなかった（スペース的な問題ではなく、基板を切るサイズを間違っただけなんですけど）クロックオシレーターが繋がっています。また、右側はGCに繋がっています。
左側の4PコネクタはJTAG用(ダウンロード用)、右側はJTAG電源用です。

そして、光デジタルコネクタ。



普通のミニジャックの後ろに穴を開けて、LEDをくっつけたものです。
いや、普通にTOSLINKでも良かったんですが、あえて作ってみました（笑）。
TOSLINKの3.3V仕様ってのは入手しにくいと思うのですが、LEDであれば適当に入手ができると思います(結局今回は5Vでバッファ動かしましたけど)。


回路図
ソース一式 [2866]

部品表
XC95144XL-10同程度のスペックなら何でもいいかも。128マクロセルくらいの規模が必要
EXO-3 12.288MHz256fsのみ。384fs化はソース改造で可能かも
0.5mm変換基板さすがに全ピンリード引き出しは厳しい。写真はsanhayato SSP-51
3.5mmミニジャック加工しやすそうなもの。もちろん普通のTOSLINKでも場所があれば可
74HC04LED駆動用バッファ。フラットパッケージが便利かも。TOSLINKを使うなら必要無し。
LED高輝度赤660nm。TOSLINKを使うなら必要無し
※この他、本来は電源ラインにつけるノイズ除去用のコンデンサーとかも用意すべきかも。
100pFくらいと、10uFくらいで大丈夫かな？
まぁ、その辺はGCの電源がちゃんとしてるという期待を持って（めんどうなので）付けていませんが。。。
でも、やはり本来はせめてLSI一個に付き100pFくらいのコンデンサーは付けるべきですけどね。

基板制作
制作といっても、回路図通りに作って下さいとしか書くことがなので、コメントを。
まず、この写真の通りの物を作ろうとしている人は、変換基板の加工が必要です。
基板の写真下でGNDラインが剥がされているのが解ると思います。これは、この辺りのピンを使用するための処置です。
GNDパターンとピンの間に耐熱性の何かを挟むという方法もあると思いますが、ここのピンに供給するのはVCCラインなので、念のためGNDを剥がしておいた方が確実です。
GNDの剥がしかたですが、まずパターンに十分に切り込みを入れましょう。完全にパターンが切れる切り込みです。
そして、剥がしたい箇所が完全に他のパターンから分離したら、そこにハンダをたっぷりと盛って、適当な太い線をハンダ付けして、一気に引っ張ります。
そうすると、パターンを剥がすことができます。まぁ、プリント基板に線をハンダ付けして、まちがって線を引っ張ったらパターンまで付いてきたとかいうのと同じ感じですね（笑）
あとは、なるべく使うピンを変換基板の有効な場所にくるように配置しましょう。たぶん、私と同じ端子配置にした場合は、写真通りが良いと思います。
それ以外に関しては、特記することは無いと思います。気合いで0.5mmピッチの空中配線を数本してください。

次に光ミニジャックですが、これは適当な普通のアナログミニジャックの後ろに穴を開けて、LEDをはめ込んだ物です。
そこに、フラットパッケージのHC04を貼り付けてあります。
これに関しても、上手く穴を開けて下さい、としか言いようがありませんが。。。。
あと、穴を開けてもアナログ信号も生きてるので、ついでにアナログオーディオもここに繋いでおくと、なにかの役に立つかもしれませんね。

GC改造
信号の取り出しポイントについてです。
まず、（めんどうなので）なるべくGC本体に対してケース加工などは行わないように配線をしましょう。
というわけで、加工は結局光コネクタ一カ所となりました。参考までにその取り回しも記載しておきます。



・まず5V系。使わない人は使わないかも。
(下記新ウィンドウで開きます)
参考画像１　参考画像２
　ここから取り出して、図のように配線を引いて穴を通す。

参考画像３
　シールドを組んだ後、こんな感じで配線を出す。
　この先にシールドのこの穴を通るような小さなコネクターを付けておくと便利

・次に3.3V、デジタルデータ系。
(下記新ウィンドウで開きます)
参考画像１　参考画像２ 　デジタルAVコネクタ部。ここから取り出して、写真のようにまとめておく。

配線取り回し
取り出した信号とケーブルはこんな感じで取り回しをすると楽です。

参考画像１
まとめたケーブルは横の黒いコネクタ付近(電源基板へ接続される）から引き出す。
組み立て時にはシールド板を通すのを忘れずに。
変換基板に先に接続しても、シールド板の穴から基板を通せるので大丈夫。

参考画像２
引き出したケーブルは、電源ユニット部まで持ってきてから、シールド板の隙間を通して裏側へ引き出す。

参考画像３
①は、今引き出したデジタルAVコネクタ部からの信号。
②は、クロックオシレーター。
今回は基板のサイズを間違ったので配線で飛ばしてるけど、もう少し余裕があるから、
基板に乗せることはたぶん可能。
クロックなんてあまり引き回すべき物じゃないから、できれば基板に乗せた方がいいかも。

完成
ここまで繋げば動くはず。
組み上がってないけど、完成写真はこんな感じ。

組み上げてもピンジャック端子が一個増えるだけだから、あえて分解写真で。

と言うわけで、一応これで完成です。
GC改造部の説明がかなり適当なのは、あくまで主題はGCの改造ではなく、
CPLDとSPDIFの実験という事なので、そこはご勘弁を。
とりあえず、GCのD/A関連の信号と、電源の取り出しポイントはここに書いたので、
あとは適当に自分なりにアレンジしてみて下さい。
感想、要望、バグ報告、その他何かありましたら、メールもしくは掲示板にてご連絡ください。
裕之　　
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