PC-386BookLでPPMMCDRVを動かしてファイル交換
- 2025/04/15 14:52
- カテゴリー：マニアックなおはなし, make:
先日，ふとネットをダラダラとみていますと，PC-9801のプリンタポートにmicroSDカードを繋いで読み書きするハードウェアがアキバで売られたというニュースを目にしました。
ん？PC-9801のプリンタポートって出力専用だったんじゃなかったっけ？
AT互換機ではプリンタポート接続のZIPドライブなんかが普通に売られていました（懐かしい）が，同じ仕組みがPC-9801で実現出来なかったのは，14ピンのPC-9801のプリンタポートが出力専用だったからでした。
PPMMCDRVと呼ばれるそのハードウェアの説明を読んでみると，microSDカードをSPIモードでアクセスするということと，唯一の入力であるBUSY端子を使って双方向通信を実現するという仕組みでした。賢いなあ。私はてっきりFPGAなりSTM32なりを使うのかと思ってましたよ。
PIOモードというPC独特の言い回しですが，詰まるところソフトでクロックやデータを生成するソフトウェアSPIですので，速度はCPU依存で，しかも強烈に遅いです。それでもフロッピーディスクやLANを使わずにファイルをやりとり出来るメリットは大きくて，実際PPMMCDRVは大人気のようです。
自作するのは簡単ですが，ArduinoやRaspberryPi向けに作られたと思われる，microSDスロットとレベルコンバータ，そしてLDOまで搭載された小さい基板が安価に売られていて，これを使えば本当に繋ぐだけでハードウェアは完成してしまいます。
最大の関門は14ピンのアンフェノールコネクタの入手でしょう。
ところが偶然，数日前にジャンクのプリンタケーブル（しかもEPSON純正）を手に入れていました。これはもはや神の啓示。作らないわけにはいきません。
ということで，早速amazonにmicroSDの基板を注文。5枚で760円ほどでした。
届いてから工作開始。日曜の午後にぴったりな工作です。
1時間ほどで完成すると思っていましたが，重いのか手間取ったのでその点松を書いておくことにします。
まず，ケーブルをちょん切って，皮を剥きます。SPIで通信しますので短かくないとエラーが出そうだという事もありますし，小さくまとめておきたいので，コネクタから5cm程でカットしました。
2,3,4,5,11ピンが必要なので，どの線から出ているのかをテスターでチェックしますが，鈍くさい私はどうせ間違うでしょうから，一応全部の線を切らずに残しておきます。
そしてそれぞれの端子を，公開して下さっている配線図に従ってハンダ付けしていきます。電源はプリンタポートから採れないので，マウスポートから取ることにして，D-subの9ピンのコネクタに繋いだ5VとGNDも基板に配線します。（この段階ではLEDはまだ繋いでいません）
この段階で一応チェックしますが，案の定配線ミスをやらかしています。違う線を繋いでいたので修正して，実機で試してみます。
microSDカードは手持ちのもので一番小さい容量の1GBのものを使います。
公開されたソフトに同梱されていたテスト用プログラム，PPMMCTST.EXEを実行しますが，エラーでいきなり進みません。よく考えてみるとGNDを配線してなかったことに気が付いたので14ピンにGNDを繋ぎますが，結果は同じ。（そりゃそうです，マウスコネクタのGNDは繋がっているので，品質はともかくとしてGNDには繋がっているんですから）
ここで少し調べてみると，EPSON機ではSCKというクロックの信号でリンギングが出るので，3.3kΩを直列に入れてダンピングするのがよろしいそうです。私が使っているPC_386BookLは割と初期のEPSON機ですからダンピング抵抗は必要でしょう。
手持ちの関係で2.7kΩで試してみますと，希にテストはパスするようになりましたが，ほとんどエラー。通常の読み書きなど全くできません。うーん。
波形を少し見てみますが，BUSY端子の電圧がちょっと低く，4V程度しかありません。ですが，TTLレベルでは2.0V以上あればHighとなりますので，（不問にできないですが）これが原因で動作しないと言うことではないでしょう。
気晴らしに，先にLEDの配線をするのですが，またも配線ミス。ずっと点灯しっぱなしになるので首をひねってましたが，違う線に繋いでました。トホホ。
LEDの配線は正しく修正しましたが，動作しない状態は続いています。そこで，別のmicroSDを使ってみる事にしました。手持ちでフォーマット出来そうなのは16GB位だったのですが，これを30MBごとにパーティションを切って試してみます。
すると，テストではほとんどエラーが出なくなりました。とはいえ希にエラーは出ますし，ファイルアクセスは全く出来ません。でも，偉大な一歩です。
それではということで，ウェイトを入れてみました。最初は8という大きな物をいれたのですが，これだとファイルの読み書きが出来るようになりました。そこでウェイトを1つずつ減らしていくと，ウェイトが1ならOK，0ならエラーになることがわかりました。
同じウェイトで先の1GBのmicroSDをもう一度試しましたが，やっぱりエラーです。別の8GBのカードでも0ウェイトでは動きませんでした。これはもうカード依存，いわば相性みたいなもんだと割り切るしかなさそうです。
念のため，ダンピング抵抗の値を変えてみたり，他の信号にも入れてみたり，BUSYをプルアップしたりしましたが何も変化はなく，ついでに言うとSCKのダンピング抵抗も外しても，ウェイトを1つ入れれば問題なくアクセス出来る事がわかりました。
しかし，ウェイトを入れれば遅くなります。ベンチマークを取ってみると情けないことに12kB/secしか出ていません。0ウェイトならもう少し改善されるように思うのですが，動かないものは仕方がないです。
ちなみにウェイトを8つ入れた場合，2kB/secまで速度が低下しました。V30以下とは・・・
これで大きなファイルもエラーなく読み書き出来るようになりました。LEDもちゃんと点滅するので，もう余計な線をカットしても大丈夫でしょう。遅いとはいえ，一時期検討していたシリアル経由での転送に比べると遙かに高速（12kB/sec = 96000bps）ですし，PCとのファイル交換に力を発揮すると思います。
これまで，PCとのファイル交換は大変でした。フロッピーを使うしかありませんが，3モードに対応しないPC-386BookLは，720kBの2DDでしかファイル交換できません。仮に2MBのファイルを送り込む場合，ファイルをファイルを3つに分割して3回読み書きしなければなりませんでした。
フロッピーのイメージなどはもともと1.2MBですから，圧縮しても720kB以下になることは少ないです。そうなるとやっぱり分割して2回で転送しないといけないので，気分的にもかなり抵抗がありました。
フロッピーディスクエミュレータを使って，USBメモリのフロッピーイメージをマウントして実機に取りこむ手はありますが，1ファイルあたり1.2MBまで転送可能になるとはいえ，手間がかかることには違いありません。
しかし，このPPMMCDRVでは，ファイルサイズがフロッピーディスクのサイズを超えても分割しないでいいですし，付きっ切りでディスクの交換をすることもありません。少々速度が遅くとも，放置して置けば済むというメリットは非常に大きいです。
悔しいのは，ウェイトを0に出来なかったことです。きっと何か問題があるはずで，真面目に取り組めば原因くらいは判明すると思うのですが，ウェイトで改善するという事はクロックとデータのタイミングがシビアなのかもしれません。
こうした楽しい工作の回路はもちろん，ソフトも公開して頂いている事には感謝しかありません。私の場合，microSDカードをとっかえひっかえしましたし，EPSON機ですので試行錯誤も必要でしたから，誰でも簡単にできるというものではなかったかも知れませんが，むしろそれが楽しいくらいで，なにかと小銭を集めたがる人が多いこのご時世，面白いものを公開して頂いている事に，まだまだすてたもんじゃないなあと思った次第です。
