資料館(執筆:いーとんさん;連絡先:h-ito@ma.kcom.ne.jp 編集:98) 


やってきてしまいましたか(笑)
☆ここに書かれている事や画像は参考程度に考えてください。なぜなら各
個人により考え方が異なりますしベースとなる環境も異なるからです。

それでは、どうぞごゆるりと。


1.完成したRa20/N30の状態。
  何はともあれ開発がほぼ完了した状態を見てください。
  こういった「工作」には完成状態が想像出来ないと有らぬ方向に逝ってしまいますから(汗



2.部品外し前のSV-98/2-B06。
  これが無ければ4500円位するPCI実験基板を買っていただろうな。
  中古の物が¥1000円位で手に入ると思います。(秋葉原のメカ風船でゲット)



3.ライザーカードの実態。
  先にも書かれている通りに3分割式となっていますが合体状態と分割状態を見てみましょう。

  作成に当たっての注意点は、
  A)SV-98/2-B06の引き出しランドは切り込みから右と左で配列が違う。
  B)PCIコネクタは千鳥配置で4列・合計120の足を持っていますので根気が必要。
    また、足は弱いので根元から折れやすい。
  C)PCIコネクタには多数の信号と電源・GNDが配線されています。間違えて配線すると動作しないだけでは無く
    マザー破損を引き起こす可能性を秘めているので要注意。
  D)配線終了後はテスターを使用して全ピンの配線状況と隣とのショートを必ず確認しましょう。
  E)PCIの各信号位置はご自分で資料を購入されるのが一番ですが"まりもさん"や"AtoGさん"のHPを参考にしても
    良いでしょう。(私は後者です)


SLOT(A)


SLOT(B)と抜いちゃ駄目スロット


分割部品の拡大画像。
SLOT(A)


植えたヘッダピン


バス配線変換基板とPCIコネクタ基板


バス配線変換基板から外したPCIコネクタ基板(SLOT(B))


抜いちゃ駄目スロットの60本配線


PCIコネクタ基板(SLOT(B))の根本を拡大

 


組み上げた状態のバス配線変換基板と各スロットを横から見る


4.Ra20のシャーシ加工状態。
  汎用性を考慮するとどうしてもこの様に加工する必要があります。
  ただ、先のページで書いた様にSLOT(B)にUIDE-98(M)を差す事ができればメインシャーシの加工は必要
  なく内部左側のフレーム加工だけで済みます。(強度上この方が望ましい)
  また、抜いちゃ駄目スロットとSLOT(B)固定の為に専用のブラケットを0.5tのアルミメッシュ材を使用
  して作製しています。(加工が容易な事と内蔵LANのチップが多大な発熱をする為)


後部シャーシの切断加工の様子


内部左側のフレーム加工


0.5tのアルミメッシュ材と作製したバックパネル



5.話に出てきたXc13の実装状態。
  このXc13はHOPPERで売られていた「G8YVZ−B」と言うマザーに交換しています。
  効能は、安定度の向上とUIDE-98(M)が問題無く使用できる様になった事くらいですかね(汗


G8YVZ-Bに増設PCI基板を付けUIDE-98(M)を取りつけた様子


G8YVZ-Bから増設PCI基板を外した様子



6.Ra20のマザーから信号の取り出しとクロックアップの為の原発乗っ取り。
  信号の取り出し画像をみて「出来そうに無いなぁ」と感じたら素直に諦めましょう。


440FXからGNT4とREQ4を引き出す


原発乗っ取りの様子(ついでに...)



7.今回の工作で使用した部品(の残骸)達。
  私は東京都在住の為部品調達は秋葉原に逝って行ってます。
  調達に行くお店は「千石電商」や「山永通商」などとジャンクパーツ屋です。
  バス配線変換基板に使用しているのは「ICB−07」と言う市販の基板です。
  SLOT(B)に使用している部分は他のAT互換機用ライザーカードから切り出したものです。


8.現在、このRa20で使用できているデバイス達。(及び動作確認が出来た物)
  A)PL-Pro/II + Celeron400 or PentiumII ODP
  B)中古で狩ったECC EDO 32MB x 2 (メーカー不明品) その他 64MB SIMM 等々
  C)WGP−FX16N or GA−VDB16/PCI or GA−SV432/PCI
    ☆増設PCIでビデオカードを動作させる事は全く考慮していません(要注意
  D)SC−UPCI+AEC7720UW+DJNA370910
  E)YMF724音源カード(ジャンクで狩った物)
  F)Century PU2(2ポートUSBカード)or USB−PCI
  G)Logitech First/Pilot Mouse+ USB (バルクで狩った物)
  H)USB LINK UL104 と言う4ポートの小型USB HUB
  I)ONKYO SE-U33 (USB音源)(Xc13のオンボードUSB接続の時と同じ振る舞いをする)
  J)UIDE−98(M)
  K)CardDock IN/SC
  L)PC-9801-86
  M)CRW−390(CD-RW Drive)
  O)PIONEER CD-ROM DR-U24X

8.1 SC-UPCI&UIDE-98(M)をSLOT(B)で動作出来る様にする為には。

今回のPCI増設作業の中でデバイスドライバのインストールやIRQの割
り当てを現象面から自分なりに理解をしておかなければならなくなり調
査材料として82557のデータシートを落とし確認してみました。
「http://developer.intel.com/design/network/datashts/index.htm」


今回作業に使用したRa20の設定は、

[INT#割り当て]
     A6 B7 A7 B8
PCI-1  A B C D
PCI-2  B C D A
PCI-0  C D A B
LAN(Int.)D
SLOT(A) C
SLOT(B) B

[IDESL-AD#割り当て]
     IDESL
PCI-1  AD27(B23)
PCI-2  AD28(A22)
PCI-0  AD29(B21)
LAN(Int.)AD22(A28)
SLOT(A) AD29(B21)
SLOT(B) AD30(A20)

この様になっています。
私が疑問に思った事はIRQの割り当てなのですが、今回上記の
設定でデバイスをPCIにインストールすると内蔵LANとSLOT(B)
が必ず同じIRQになると言う事でした。
ここで、INT#とIDSEL-ADの関係を考えてみますと、

INT# AD(1) AD(2) AD(3) AD(4)
A     AD23 AD27 AD31
B     AD24 AD28
C     AD25 AD29
D  AD22 AD26 AD30

この様なグループ分けになるのでは?と考えられます。(Ra20/N30の場合)
注目する所はAD22とAD30は同じINT#Dで使用するのが正しいのではない
かと言う事です。
ですが今回AD30を割り当てているのはSLOT(B)でINT#Bを使用させていま
す。--> 割り当てが正しくない。
☆INT#BのグループにはAD24とAD28が有りPCI-2がAD28を使用しています。
 今回SC-UPCI(UIDE-98)をSLOT(B)で使用するに当たり発生した問題は、
 INT#とADの不一致により使用できるデバイスが限られてしまう事による
 物と考えられます。

今回の改造により遭遇した現象)
☆今回、PCI-1にYMF724カードを差しSLOT(B)にUIDE-98(SC-UPCI)を差す
 と旨く動作しません。(ドライバインストール時にハングアップ又はリセット)
 しかしSLOT(B)がYMF724カードでPCI-1がUIDE-98(SE-UPCI)だと動作します。
☆PCI-1に何も差さなければSLOT(B)にUIDE-98(SC-UPCI)を差した状態で内
 蔵LANと同じIRQで動作。
☆IRQが同じになる事より内蔵LANのIRQをPCIセットアップで固定するとUIDE-98
 では起動できません。UIDE-98はリソースの固定を行うと起動出来ない事が知ら
 れていますが、それと同じ現象が発生します。

これらの事よりSLOT(B)のINT#接続を B-->D に変更(訂正ですね)する事でどのスロットにインストールしても動くのでは?
と考え早速やってみました所思った通り動作できるようになりました。
以上の結果よりYMF-724カードのレガシーデバイスを除けば、PCIバスはIRQを最
大4個消費するだけみたいですね。
☆1枚で2つのIRQを使用する時はこの限りでは無い。
☆YMF744のカードはレガシーデバイスにIRQを必要としないみたいなんですが...

応用)
SLOT(B)の結果をSLOT(A)に応用すると面白いかも知れません。
例えば、SLOT(A)のINT#をAにしてIDSEL-AD接続をAD31にすればPCI-1と同じ
IRQを使用する様になるかも知れません。(IRQの節約が出来る可能性が有る)
今回はライザーカードの構造上の欠陥でSLOT(A)のINT#接続を変更する事が
出来ないので次に作ることが有ればやってみたいと思います。
☆建造中のRtで行ってみた所 AD31 は旨く動作しませんでした。
 追求はしていませんのでその他に原因が有るのかも知れません


9.SLOT(B)のINT#をDに変更し、UIDE-98(M)をSLOT(B)で使用した時のデバイス設定。

IRQ デバイス
0 システム タイマ
1 NEC PC-9800 シリーズ キーボードまたは 98 スタンダード キーボード(95)
2 (空き)
3 I-O DATA Ultra ATA Bus Mastering Controller (SLOT(B))
3 Intel 82557-based PCI Ethernet Adapter (10/100) (内蔵)
4 通信ポート サポート 115.2Kbps (COM1)
5 OPTi 82C861 PCI to USB Open Host Controller (SLOT(A))
5 PCI ステアリング用 IRQ ホルダ
6 YAMAHA DS-XG PCI Audio CODEC (PCI-1)
6 WGP-FX16N (3Dfx) (PCI-2)
7 プログラミング可能な割り込みコントローラ
8 数値データ プロセッサ
9 (空き)
10 YAMAHA DS-XG Legacy Sound System (SLOT(B))
11 標準フロッピー ディスク コントローラ
12 (空き)
13 標準バス アダプタ マウス
14 プリンタ ポート (36pin Parallel Interface) (LPT1)
15 システム CMOS/リアル タイム クロック

☆2nd CCUは使用しない設定にしています。
☆オンボードIDEは使用しない設定にしています。
☆YAMAHA DS-XG Legacy Sound Systemを使用不可にすればIRQ10が空きます。
☆PCIセットアップディスクにより内蔵LANのリソース固定をしてはいけません。

☆Cバスの為にIRQを3つ確保した状態だと以下の様に出来ます。
IRQ デバイス
0 システム タイマ
1 NEC PC-9800 シリーズ キーボードまたは 98 スタンダード キーボード(95)
2 (空き)
3 (空き) (Cバスで予約)
4 通信ポート サポート 115.2Kbps (COM1)
5 (空き) (Cバスで予約)
6 I-O DATA Ultra ATA Bus Mastering Controller (SLOT(B))
6 Intel 82557-based PCI Ethernet Adapter (10/100) (内蔵)
7 プログラミング可能な割り込みコントローラ
8 数値データ プロセッサ
9 OPTi 82C861 PCI to USB Open Host Controller (SLOT(A))
9 PCI ステアリング用 IRQ ホルダ
10 YAMAHA DS-XG PCI Audio CODEC (PCI-1)
10 WGP-FX16N (3Dfx) (PCI-2)
11 標準フロッピー ディスク コントローラ
12 (空き) (Cバスで予約)--->86用?
13 標準バス アダプタ マウス
14 プリンタ ポート (36pin Parallel Interface) (LPT1)
15 システム CMOS/リアル タイム クロック

☆YMF-724カードとWGP-FX16NはIRQ10固定に設定しています。

10.お決まりのベンチマーク。
環境はRa20/N30をベース76MHzにOCした状態で測定しています。
(増設PCIが正常に動作しているかどうかを見る為にOCを行っています)
今の所、PCIの動作よりもメモリーアクセスの方が限界に来ておりこれ以
上はOC出来ない。メモリーを差すスロットを変えるだけでメモリーカウント
が正常に出来ない所まで来ています。
☆結局は増設PCIが原因でおC78MHzがこの機体での限界でした。

[Final Reality 1.01]

Database Entry <PC-9821Ra20N30(FSB76x6=455MHz +FX16N+Mate-X PCM)>

Benchmark results:
Radial blur, 5N, 26.09, rips, 3.608, Rmark
Chaos zoomer, 5N, 30.03, rips, 1.459, Rmark
25 Pixel, 5N, 136.81, kpps, 4.372, Rmark
Robots, 5N, 43.90, rips, 11.374, Rmark
Fillrate, 5N, 75.41, MPps, 16.323, Rmark
City scene, 5N, 57.85, rips, 14.354, Rmark
Video card bus transfer, 5N, 75.97, MBps, 2.419, Rmark
Direct3D bus transfer, 5N, 46.20, MBps, 3.948, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
Visual appearance, 100.00, percent
-----------------------------------------------------------------------------
Overall 3D, 3.993, Rmark
Overall 2D, 2.534, Rmark
Overall bus rate, 2.878, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
OVERALL SCORE, 3.388, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
2157784518


Database Entry <PC-9821Ra20N30(FSB76x6=455MHz +FX16N+YMF724 Sound)>

Benchmark results:
Radial blur, 5N, 26.14, rips, 3.615, Rmark
Chaos zoomer, 5N, 30.13, rips, 1.464, Rmark
25 Pixel, 5N, 126.23, kpps, 4.034, Rmark
Robots, 5N, 43.89, rips, 11.371, Rmark
Fillrate, 5N, 75.39, MPps, 16.318, Rmark
City scene, 5N, 57.78, rips, 14.337, Rmark
Video card bus transfer, 5N, 75.28, MBps, 2.397, Rmark
Direct3D bus transfer, 5N, 48.86, MBps, 4.176, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
Visual appearance, 100.00, percent
-----------------------------------------------------------------------------
Overall 3D, 3.983, Rmark
Overall 2D, 2.540, Rmark
Overall bus rate, 2.931, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
OVERALL SCORE, 3.392, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
4135080523


Database Entry <PC-9821Ra20N30(FSB76x6=455MHz +FX16N+No Sound)>

Benchmark results:
Radial blur, 5N, 27.84, rips, 3.850, Rmark
Chaos zoomer, 5N, 32.33, rips, 1.571, Rmark
25 Pixel, 5N, 147.71, kpps, 4.721, Rmark
Robots, 5N, 48.94, rips, 12.679, Rmark
Fillrate, 5N, 76.24, MPps, 16.502, Rmark
City scene, 5N, 63.46, rips, 15.746, Rmark
Video card bus transfer, 5N, 75.48, MBps, 2.403, Rmark
Direct3D bus transfer, 5N, 55.03, MBps, 4.703, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
Visual appearance, 100.00, percent
-----------------------------------------------------------------------------
Overall 3D, 4.155, Rmark
Overall 2D, 2.710, Rmark
Overall bus rate, 3.093, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
OVERALL SCORE, 3.562, Rmark
-----------------------------------------------------------------------------
2627536027

☆この結果からはYMF724音源にしても負荷が下がっているとは言えませんね(汗
MIDIが付加出来るだけましと言う程度しか有りません。
ただ、ゲームなどでのWAVの重ね合わせ再生(多重再生)+MP3再生+MIDI再
生を行っても正しく再生出来るし基板上に有る入力端子を外部に引き出せば多重
入力が可能になります。


[HDBENCH 2.61]
★ ★ ★ HDBENCH Ver 2.610 ★ ★ ★
使用機種 PC-9821Ra20/N30 (PL-Pro/II+Celeron400+Intelsat 58 2E)
Processor Pentium II 455.4MHz [GenuineIntel family 6 model 6 step 5]
解像度 1024x768 65536色(16Bit)
Display [X]PC-9821 TGUI968x,Cyber938x,Providia9685 (Trident)
Display WGP-FX16N (3Dfx)
Memory 97,704Kbyte
OS Windows 98 4.10 (Build: 1998)
Date 2000/ 2/15 16:37

SCSI = I-O DATA SC-UPCIシリーズ
HDC = スタンダード IDE ハード ディスク コントローラ

AB = FUJITSU M1606S-512 Rev 6237
C = GENERIC NEC FLOPPY DISK

ALL 浮 整 矩 円 Text Scroll DD Read Write Memory Drive
26430 35720 28344 78596 5182 57108 420 58 4338 1731 22242 A:10MB


[HDBENCH 3.22]
★ ★ ★ HDBENCH Ver 3.22 (C)EP82改/かず ★ ★ ★
M/B Name PC-9821Ra20/N30 (PL-Pro/II+Celeron400+Intelsat 58 2E)
Processor Celeron 455.48MHz[GenuineIntel family 6 model 6 step 5]
Cache L1_Data:[16K] L1_Instruction:[16K] L2:[128K]
VideoCard WGP-FX16N (3Dfx)
Resolution 1024x768 (16Bit color)
Memory 97,704 KByte
OS Windows 98 4.10 (Build: 1998)
Date 2000/02/15 16:34

SCSI = I-O DATA SC-UPCIシリーズ
HDC = スタンダード IDE ハード ディスク コントローラ

AB = FUJITSU M1606S-512 Rev 6237
C = GENERIC NEC FLOPPY DISK

ALL Integer Float MemoryR MemoryW MemoryRW DirectDraw
7723 17715 18612 6545 3992 7978 58

Rectangle Text Ellipse BitBlt Read Write Copy Drive
30538 32580 2475 350 4313 2351 1624 A:\20MB

☆HDDが遅いので見るべき値は出ていませんがFX16Nを使用しているので
妥当な値だと思います。


[Super π]

104万桁:7分39秒。

☆HDDも遅いしメモリーアクセスも遅いのでこんな物でしょう。


11.現在わかっている問題点。(ベースクロック76MHzにて)
   A)ごくたまに起動できない時が有る。
     この場合、電源投入からしばらくすると起動するが、メモリーSWの内容
     が破壊されています。=要再設定
    ☆この現象が解決できなかった為現在は PentiumII ODP に換装されてます(苦笑
   B)これ以上のベースアップは出来ない。
     増設PCIが悪さをしている様です。
     通常使用に支障は無い状態ですが、A)の現象が気になります。


考察)
こんないい加減な方法ですがとりあえずPCIの増設と動作にはこぎ着けること
が出来ました。
本当で有れば完全なPnP動作が出来る様PnP BIOSを書き換える事が出来れ
ば良いのですがソフトウェア系の能力を有していないので出来ないで居ます。
これが解決できると本当の意味でのPCI増設なのだろうと感じています。


以上でRa20/N30のPCI増設を絡めたパワーアップをとりあえず完了とします。m(_ _)m



おまけ。
XX.Ra266におけるPCI増設の実現性。
   途中で開発を中断してしまったRa266だが、INT#/IDSEL-AD#の接続を変更する事で動作できる
   はずです。(たぶんIDSEL-AD#の変更のみで動くはず)
   今後Ra266での開発を再開するつもりですが、ライザーカードをもう1枚作製する気力が既に
   無いので「気力の充電」もしくは「Ra20の物を流用可能に改造する」のどちらかで逝く事に
   なると思います。(早い内にやってしまいたいとは思っているのですが......)
   ☆現時点で新機製作中です(2000.8.2)
    色々な経験を踏まえて、Mate-X PCM を活かしたままCバス内に2スロット増やす計画です。

おまけ。その2
XX.その他の可能性。
   まりもさんから提案の有ったバスマスタPCIx4+抜いちゃ駄目スロット+ビデオ専用スレーブx1
   の実現に興味が有ります。
   Cバス内にPCIを3スロット置くことが出来れば実現できますが、配線長の問題を回避する為には
   シャーシの大幅な改造とライザーカードの構造を見直す必要が有りそうです。
   (Ra20はスレーブを含めてPCI5本が限界だと思われます=使えるADが5個しか無い為)
   Rtで AD31 のビデオ用スレーブスロットを造ってみましたが旨く動作させる事が出来ませんでした。
   このことを機にデバイス設定調査用のPCI増設カードを造ったのですが、大阪の或るお方に貸した
   まま帰ってきていませんので現在製作中のRa266用も柔軟な設定が出来る様に造り、機会を見て
   AD31 の使用可否をみてみたいと思います。

おまけ。その3
   ベースクロックアップの可能性。
   ほぼ完成したRtとRa266の限界クロックはベース104MHzで有る事が解っています。
   Rtで直付け増設PCIx2を付けた時にはベース78MHzまで限界が下がってしまいますので
   何とかベース88MHz程度まで上げられたら良いなぁ...と思ってはいます(笑


{以降工事中}

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modified by 98 on 18th, March, 2003.written by Mr.iton