ゲームボーイアドバンスROMの吸出し

はじめに 　さて発売されてはや2ヶ月のアドバンス。発売直後にはなぜかエミュレータが出まわり、吸出し回路も海外サイトには報告されていましたが、依然その方法は公になってないようです。そんな中、某氏によりROMアクセスに関する有力な情報を得られたため、アドバンスＲＯＭの吸出し回路を作ってみました。 　現状では、ROMの完全な吸出しはできていませんが、ほぼその方法と動作は解明できたつもりなのでその報告です。今後、完全な吸出しに対応するかどうかは未定ですが、この情報があればおそらく完全な回路を自作することも可能でしょう。 　なおこの回路は、バックアップRAMなどのアクセスには一切触れません。おそらくSRAMバックアップに関しては従来のGBと余り変わりがないのではないかと思えますし、シリアルEEPROMは既知のチップらしいので、その手の情報を当たれば解明できるでしょう。 　さて、まずなんにしろＧＢＡのＲＯＭのアクセス方法です。某氏の情報（・・・というか、元は海外のＧＢ開発・解析チームのＭＬからの情報のようです）と、その他ＧＢ系サイトの情報なども含めなんとかこちらでまとめてみたのが以下の表と図です。これを仮定として回路設計をします。

ROMカートリッジピン配置 　GBAのROMはアドレスバス24ビット、データバス16ビットをマルチプレクスさせているようです。従来のA0-A15はそれぞれアドレス、データに割り当てられ、D0-D7はアドレス用の16-23ビット目に割り当てられているようです（信号名は情報に従い、A0-A15をAD0-AD15、D0-D7をA16-A23としました）。 　現状２、３０、３１ピンは関係なさそうなので使いません（３１ピンは手持ちのカートリッジ側でＧＮＤに落とされてましたが、将来意味のあるデータが出力されるのかもしれないのでオープンにしておきます）。

ROMカートリッジピン配置表 　１ ＶＤＤ 電源3.3V １７ ＡＤ１１ address/data bit11 　２ N.C. ? １８ ＡＤ１２ address/data bit12 　３ ／ＷＲ 書き込み時にLow？ １９ ＡＤ１３ address/data bit13 　４ ／ＲＤ 読み出し時にLow ２０ ＡＤ１４ address/data bit14 　５ ／ＣＳ ROM選択時にLow ２１ ＡＤ１５ address/data bit15 　６ ＡＤ０ address/data bit0 ２２ Ａ１６ address bit16 　７ ＡＤ１ address/data bit1 ２３ Ａ１７ address bit17 　８ ＡＤ２ address/data bit2 ２４ Ａ１８ address bit18 　９ ＡＤ３ address/data bit3 ２５ Ａ１９ address bit19 １０ ＡＤ４ address/data bit4 ２６ Ａ２０ address bit20 １１ ＡＤ５ address/data bit5 ２７ Ａ２１ address bit21 １２ ＡＤ６ address/data bit6 ２８ Ａ２２ address bit22 １３ ＡＤ７ address/data bit7 ２９ Ａ２３ address bit23 １４ ＡＤ８ address/data bit8 ３０ ？ １５ ＡＤ９ address/data bit9 ３１ ？ １６ ＡＤ１０ address/data bit10 ３２ ＧＮＤ 電源グランド

ROMアクセスの概要 　動作タイミングは上図のようになっているようです。実際にはA0-A15とD0-D15は同一バス上で動いていますので同時に信号が出力されるような操作をしてはいけません。 　まず、/CSを下がりエッジでアドレス値が読みこまれるので、その前後にはアドレス値を出力しておきます。(1) 　次に、アドレス値の出力を止め、/CSを下げたまま/RDが下げます。この間にデータが出力されるのでデータを読み込みます。(2),(3) 　また、アドバンスのROMは連続読み出しに対応しています。さらに/CSを下げたまま/RDを上げ下げすることにより次アドレスのデータが順次出力されます。(4),(5) 　それぞれのタイミングに関する時間は不明なのですが、この制御に対しタイミング的に制限のある個所はなさそうなので、実際のタイミングに関してはソフト側で試行錯誤して決めることにします。

回路図 　以上の情報から、なるべく単純な回路でROM読み出しを実現させつつ、手持ちのパーツで作ったのがこの回路図です（クリックで原寸表示できます）。 回路図その１ 回路図その２（電源部） 　簡単に説明しますと、HC541を3つで0アドレスの出力、HC157とLS257で16bitのデータを4bitずつ入力します。LS07は5Vレベルの信号を3.3Vに変換しています。パラレルポートはデータ出力を制御線に、ステータス入力をデータ入力に使っています(本来の用途と全く逆さま）。アドレスは0番地しか出力できませんが、連続アクセスで順次データが出てくるようなのでその機能を当てにして回路側で手を抜いています。 　電源はACアダプタを使い、定番電源ICで5Vと3.3Vを作っています。センターマイナスで配線して、いわゆるスーファミ用アダプタを使用可能にしています。

製作 　まずは、GBAカートリッジのコネクタが必要です。ですが普通には手に入りません(当然です)。ところが逆に安価になったＧＢのコネクタを加工すればなんとかなりそうです。実際にアキバでは新品ないし中古品のＧＢポケットが2千円程度で手に入るので、本体から拝借して使ってしまいます。 　上から、加工前写真の参考としてのGBCのコネクタ、同写真の加工位置、加工後のGBポケットのコネクタです。 　真ん中の写真の黄色い線のあたりまで、ヤスリやカッターなどで削ります。一度に削りすぎずちょっとずつ現物あわせをしながら削っていきます。削りすぎると、コネクタ位置があいまいになり接触不良を起しそうです。 　一番下の写真の通り、こんな感じになりました。 　まずはGBコネクタが貴重品ですから変換基板を作ります。接続用にはFDDで使われている34Pフラットケーブルを使いました。通常のＰＣ用ケーブルを使えば圧着済みのケーブルが容易に入手できます。コネクタは普通に電子パーツショップで入手できます。 　実際に作ったのがこの回路です。ちょっと小さ目の基板に積め込み過ぎました。

ソフト作成 　吸出しハードができたら、後は制御ソフトが必要です。WindowsではOSがI/Oを隠蔽するため、簡単にI/OにアクセスするためにDOSレベルのプログラムを作ることにしました。フリーのコンパイラであるLSI-C試食版を使いました。先ほどのタイミングチャートにあわせて制御できるプログラムを書きます。さらにタイミングをとるためには適当なウエイトが必要です。RTCの読み出しをウエイトルーチンにしました。 　実行ファイル(lzh形式)　ソース 　ACアダプタ、パラレルポート、GBAソフトを接続して、DOS窓からプログラムを起動します。オプションなどは下の画面のとおりです。 吸い出したイメージをバイナリエディタで覗くと、識別名らしき文字列が確認できました。

結果と今後の予定 　一応組みあがったあとに、テスタやオシロスコープやすでになぜかあるROMイメージなどを駆使して試行錯誤をしているうちに、一見それらしいデータが出力されるようになりました。 　しかし、すでにあるイメージと比較すると、どうしても0x10E4番地付近からデータが異なってしまいます。どうも0000FFFFというデータ列のあとのデータは異なるアドレスのデータになっているようです。そのデータ列があると内部カウンタが無効になるのでしょうか。あるいは単に私がタコで設計か配線に間違いがあるのかもしれませんが、今のところ詳細は不明です。 　完全なイメージを作る吸出しには成功しませんでしたが、少なくとも4Kバイト強のデータはばっちり一致しました。元の情報の通りでおおむねROMのアクセス方法に間違いはなかったと確信できました。 　また、完全なROMイメージを作るには現状のみの情報でも、きちんとアドレス出力ができる回路があれば出来そうな気がします。 　アドレスを出力する回路はさほど大変でもないのですが、現在手持ちのパーツでは回路を構成するのが面倒なのでこれ以上の試作と検証は出来ていません。

部品リスト 部品名 型番など 数量 TTL-IC 74LS07 1 74LS257 1 CMOS-IC 74HC157 2 74HC541 3 レギュレータIC 7805 1 LM317 1 抵抗 3.3kΩ 4 330kΩ 1 半固定抵抗 1kΩ 1 電解コンデンサ 100μF 1 10μF 2 積層セラミックコンデンサ 0.1μF 11 10μF 2 ユニバーサル基板 部品実装用とＧＢコネクタ変換用 2 ACアダプタ用ソケット - 1 FDD用ケーブル - 1 コネクタ 34Pフラットケーブル用オス 1 コネクタ D-SUB25Pメス（直接PCに繋ぐならオスなど） 1 線材 ハンダ、錫メッキ線、 フラットケーブル、ラッピングワイヤなど 適当量 その他 実際には回路図には載っていないLEDと330Ω抵抗が を3.3V-GND間に直列に入れてあったり、ICソケットを 使ってたりします。各自適当に工夫すると良いカモ -

次回版の回路図 　一応次回版の回路図だけが出来ましたのでここにアップします。まだ作ったわけではありませんのでバグがあるかも知れない事と制御ソフトは自分で組む必要がありますが、チャレンジ精神のある方はこれを参考に試してはいかがでしょうか？