番外編7:FM-8/7/77/77AVシリーズの微妙な非互換性


本ページの各画面キャプチャについては、XM7を使用させていただきました。
PI.さん、たけがみりうさん、いつも感謝しております。
(XM7がなかったらこんなページを作ろうという気にはなりませんでした。^^;)

FM-7,8シリーズは一般にハードウェアの互換性が非常に高いと言われていますが、
細かい所で微妙に違っているケースがあります。
本ページは、そうした微妙な違いについて重箱の隅をつついて行くページです。
一部「番外編5」とかぶっている内容があります。すいません。
(各画像をクリックするとフルサイズの画像になります。)

お急ぎの方へ。
キーボードインタフェース
カセットインタフェース
ディスプレイ出力
漢字ROMフォント
拡張インタフェース
ブートROM
イニシエータROM
割り込み
RS-232Cインタフェース
MMU 及びメモリマップ
拡張RAMカード

2. カセットインタフェース

FM-7/8シリーズでは、ほとんどの機種でカセットインタフェースを持っています。
当初は DIN 8P コネクタが利用されていましたが、途中から mini-DIN 5P に変わっています。
機種 コネクタ形状 本体添付ケーブル カセットIF回路
FM-8 DIN 8P MB26501 TTL + Analog IC
FM-7 DIN 8P MB26501 TTL + Analog IC
FM-NEW7 DIN 8P MB26501 不明
FM-77 mini-DIN 5P MB26501A MB111T608 + MB41413
FM-77L4 mini-DIN 5P MB26501A MB111T608 + MB41413
FM-77L2 mini-DIN 5P MB26501A MB111T608 + MB41413
FM77AV mini-DIN 5P FM77-741 MB111T608 + MB41413
FM77AV20 mini-DIN 5P FM77-741 不明
FM77AV40 mini-DIN 5P FM77-741 不明
FM77AV40EX mini-DIN 5P FM77-741 不明
・FM77AV20EX, 40SX はカセットインタフェースなし。
・MB111T608(ゲートアレイ)はプリンタインタフェースと共用。

基本はソフト制御なので、コネクタの相違以外は違いないです。
FM-77添付ケーブルは、Janet用なので"J"じゃないの?と言いたいところですが、 "A"となっています。
MB26501A と FM77-741 は型格が違うだけで同じものです。

ピン接続情報です。
端子名 DIN 8P mini-DIN 5P
SAVE 4 4
LOAD 5 5
REM+ 6 2
REM- 7 3
GND 1,2,3,8 1
DIN 8P は、NEC PC-8001/8801シリーズのカセットインタフェースとピン互換がありますので、 ケーブルの流用が可能です。

3. ディスプレイ出力の違い

ディスプレイ出力に関しても、時代とともに DIN-8P/5P → DSUB-9P → SCART-21 → DSUB-25P と変遷しています。
機種 Analog RGB Digital RGB(I) Mono-Chrome 必要ケーブル RGBI対応 備考 パレット回路
FM-8 - DIN 8P DIN 5P MB26502/MB26512, MB26503 × -
FM-7 - DIN 8P DIN 5P MB26502/MB26512, MB26503 △(Jumper) MB15021
FM-NEW7 - DIN 8P DIN 5P MB26502/MB26512, MB26503 △(Jumper) MB15021
FM-77 - DSUB 9P (本体後面) MB26512A, MB26503A △(Jumper) MB15021
FM-77L4 - DSUB 9P (本体後面) MB26512A, MB26503A △(Jumper) 400Lカードをはずした時 MB15021
FM-77L2 - DSUB 9P (本体後面) MB26512A, MB26503A △(Jumper) MB26512Aは本体添付 MB15021
FM-77 +400L - DSUB 9P (400Lカード) MB26512A, MB26503A
FM-77L4 - DSUB 9P (400Lカード) MB26512A, MB26503A MB26512Aは本体添付
FM-77L2 +400L - DSUB 9P (400Lカード) MB26512A, MB26503A
FM77AV SCART 21 DSUB 9P - FM77-721/722/723, MB26512A - MB15021
FM77AV20 SCART 21 - - FM77-721/722/723 -
FM77AV40 SCART 21 - - FM77-721/722/723 -
FM77AV20EX SCART 21 - - FM77-721/722/723 -
FM77AV40EX SCART 21 - - FM77-721/722/723 - 15KHz→24KHzコンバート可
FM77AV40SX DSUB 25P - - FM77-724/725 - 15KHz→24KHzコンバート可
・MB26502, MB26503 は FM-8 と同時に発売されたものです。
 MB26502 は、3番ピンが結線されていないと思われます。
 その後、FM-11 と同時発売の MB26512 で置き換えられています。(3番ピンはINTENSITY)
・FM-77 の DSUB 9P は、同一コネクタでカラー出力とモノクロ出力をサポートしています。
 FM77AV の DSUB 9P は、カラー出力のみです。
・MB26512A, MB26503A は、FM16β でも共通に使われています。
・△(Jumper)はハンダ付けを伴う改造です。下の表にある VIDEO CLK 出力と切り替えます。

ピン接続情報です。
端子名 DIN 8P DIN 5P DSUB 9P
(FM-77)
DSUB 9P
(FM-77 400L)
DSUB 9P
(FM77AV)
備考
RED 6 - 3 3 3
GREEN 7 - 4 4 4
BLUE 8 - 5 5 5
INTENSITY - - - 6 -
VIDEO CLK 3 1 6 - 6 ライトペン用
VIDEO OUT - 3 7 7 - グリーンCRT用
HSYNC 4 4 8 8 8
VSYNC 5 5 9 9 9
+12V 1 - 1 - (1) TVアダプタ用
GND 2 2 2 2 2
DIN-8P/5P は、NEC PC-8001/8801シリーズのディスプレイ出力とピン互換がありますので、 ケーブルの流用が可能です。

4. 漢字ROM(フォント)の違い

FM-7,8シリーズでは次の漢字ROMが使われています。
デバイス 個数 マスク番号 内容 フォントタイプ 「た」のイボ
FM-8 Option ROM MB8364 16 (004-019) JIS78 第一水準漢字 JIS78 有り
FM-7 漢字ROMカード MB83256 4 (019 020 021 022) JIS78 第一水準漢字 JIS78 有り
FM-77/L2/L4 MB83256 4 (019 020 021 022) JIS78 第一水準漢字 JIS78 有り
FM77AV MB831124-35 1 (041) JIS78 第一水準漢字+α JIS78A 有り
FM77AV20/40/20EX MB831000-15 1 (046) JIS83 第一水準漢字+α JIS83 無し
日本語カード MB831000-15 1 (048) JIS83 第二水準漢字 JIS83 -
MB831124-35 2 (176 177) 辞書ROM - -
日本語通信カード
FM77AV40EX/SX
MB834200-25 1 (114) JIS78 第一水準漢字 JIS78N 無し
辞書ROM、他 - -
FM77AV40EX/SX MB831000-15 1 (046) JIS83 第一水準漢字+α JIS83 無し
MB831000-15 1 (048) JIS83 第二水準漢字 JIS83 -

第一水準漢字ROMは、実は4種類存在することがわかります。
では、その違いを見てみましょう。

4.1 FM77AVで追加されたフォント

FM77AVに搭載されている漢字ROM(MB831124)には、JIS78で定義された第一水準のフォントの他に、 60文字分のフォントが格納されています。 しかし、これらの特殊文字には対応する漢字コードが(当時?)割り当てられていなかったため、 BIOSやPRINT@命令では表示することができません。
[出展:FM-Techknow (FM-7シリーズテクニカルノウハウ)]

KANJI_AV
KANJI_NT
KANJI_77
KANJI_AV40EX

4.2 FM77AVで修正されたフォント

FM77AVに搭載されている漢字ROM(MB831124)は、文字の追加以外に字体の修正も行っています。キャプチャ画面のままでは差異が見難いので、拡大してご覧ください。

KANJI_AV-2
KANJI_NT-2
KANJI_77-2
KANJI_AV40EX-2

4.3 FM77AV20/40以降のフォント

FM77AV20/40以降の漢字ROMは JIS83準拠ですので、それに伴い追加された文字、字体が変更された文字があります。またそれ以外にFM77AVの漢字ROMのように独自に追加された文字(特殊文字)があります。
順に見ていきましょう。

尚 JIS78 と JIS83 の違いについては、このサイトを参考にさせていただきました。ありがとうございました。

KANJI_AV40EX-3
KANJI_AV40EX-4
KANJI_AV40EX-5
KANJI_AV40EX-6
KANJI_AV40EX-7
KANJI_AV-6
KANJI_AV-7

4.4 FM-7/8シリーズにおける漢字表示上の問題点

一見問題など無さそうな漢字ROMですが、じっくり観察するといくつか問題点が浮かび上がってきます。
順に見ていきましょう。

(1) FM77AV+日本語カード の組み合わせで、JIS78 と JIS83 が混在してしまう点。

KANJI_AV-8
KANJI_AV40EX-8
KANJI_11-8

(2) フォントタイプ JIS78, JIS78A における「た」の字のイボの件。

KANJI_77-TA
KANJI_NT-TA

(3) FM77AV20/40 以降で FM-77 デモがみっともない表示になる件。

KANJI_77-3

参考のため、上記のキャプチャ画面を表示させる再現プログラム(F-BASIC)を用意しましたのでご利用ください。

尚本項執筆に際して、りうさんのページで議論されていた内容にインスパイヤされた事を申し添えておきます。

5. 拡張インタフェース

FM-8/7シリーズでは、外部に周辺機器を接続するための拡張バスコネクタを 装備していますが、機種により微妙に仕様が異なっています。 その辺の違いを見ていきましょう。 まずは概要です。

機種 コネクタ コネクタ場所 拡張バス速度 外部バスマスター RAMINHB等 A8-15信号 NMI、FIRQ、MRDY入力 EXBUSDIR, CLK信号 接続対象 (*0)
FM-8 フラットケーブルコネクタ 50ピン 本体後面 1.23MHz × システム拡張ユニット、ミニ/標準フロッピーインタフェース、128KBバブルインタフェース、RATOC社 I/O拡張ユニット、星光電子版OS-9 Type-Eボード
FM-7,FM-NEW7 フラットケーブルコネクタ 50ピン 本体後面 2.0MHz × × × I/O拡張ユニット、ミニフロッピーインタフェース、MIDIアダプタ、RATOC社 I/O拡張ユニット、(*1)
FM-77 マイクロリボンコネクタ 50ピン(アンフェノール フルピッチ) 本体右側面、シャッター付き(*3) 2.0MHz × × × I/O拡張ユニット、MIDIアダプタ、RATOC社 I/O拡張ユニット、(*2)
FM77AV マイクロリボンコネクタ 36ピン(アンフェノール フルピッチ) 本体後面 2.0MHz × × × × I/O拡張ユニット、ステレオミュージックボックス、MIDIアダプタ
FM77AV20,
FM77AV20EX,
FM77AV40,
FM77AV40EX,
FM77AV40SX
マイクロリボンコネクタ 50ピン(アンフェノール フルピッチ) 本体後面 2.0MHz × × × × I/O拡張ユニット、ステレオミュージックボックス、MIDIアダプタ

フラットケーブルコネクタ、というのは正式名称ではないかもしれません。 MIL-C-83503規格のコネクタの事を、ここではそう呼んでいます。
マイクロリボンコネクタ、というのも正式名称ではないかもしれません。 アンフェノールコネクタ、と言う方が通りがよいと思いますが、アンフェノールは社名なので。
*0:具体的にどんなものがつながるかは、 Laverさんのサイト で詳しく説明されていますので、参照ください。
*1:公式にはサポートされてませんが、128KBバブルインタフェース、星光電子版OS-9 Type-Eボードは接続可能です。 OS-9 Type-Eボードについては、 かべきんさんのサイト で接続例が紹介されています。
*2:公式にはサポートされてませんが、ケーブルさえ準備すれば128KBバブルインタフェース、星光電子版OS-9 Type-Eボードは接続可能なはずです。 こちらのページ にも書いてますが、FM-77のブートROMには128KBバブルカセットからブートできるコードが密かに格納されています。
*3:後にも先にも、拡張バスコネクタにシャッターがついていたのは FM-77 のみです。 あまり使用されない事を想定していたのかもしれません。このコネクタの存在に気づいていなかった人も多かったのではないかと予想します。

FM77AV以降のI/O拡張バスが、FM-8〜FM-77 のモノと大きく仕様が変わっているのは、 I/O拡張ユニットの世代交代が一番の理由だと思われます。 上の表では敢えて区別しないで書いてみたのですが、 FM-8用システム拡張ユニットとFM-7/77用I/O拡張ユニットを一括りにしますと、 のようになるかと思います。 L-8A規格は当時でさえ一昔前のもので、ボードも大きく、値段も高い、 そして魅力ある新規開発の拡張カードは全て32ピン拡張カードで発売されるとあれば、 この第一世代I/O拡張ユニットが普及するはずがありません。 この世代交代は、もっと早く(FM-77の頃に)起きるべきだったのですが、 FM-7/8シリーズの末期が近づいてきたFM77AV20/40の発売まで待たされます。 それまでの間は、サードパーティから50ピンフラットケーブルコネクタに接続して 32ピン拡張カードを装着可能な、拡張ボードが数社から発売されていました。 またFM-77/FM77AVの時代には、拡張RAMカードやRS-232Cカードに亀の子でさらに 32ピン拡張カードを装着するようなものまで登場していました。 (それ程需要が高かったという事です。)

続いて、信号レベルの表です。
大きく分けて、FM-8〜FM-77 のグループと FM77AV以降のグループに分けられます。
信号名 説明(入出力) <>内はFM-8のみ FM-8 FM-7/NEW7/77 FM77AV FM77AV20/40以降
+5V DC+5V電源(出力) 45,46 45,46 18,34 25,50
GND グランド 24,25,48,50 24,25,48,50 15,17,32,33 1-24
*RESET リセット(出力) 負論理 1 1 28 49
E Eクロック(出力) 49 49 27 43
Q Qクロック(出力) 47 47 9 42
*MRDY MRDY(入力) 負論理 43 43 - -
R/W R/W(出力<双方向>) 23 23 11 44
*IRQ IRQ(入力) 負論理 5 5 12 47
*FIRQ FIRQ(入力) 負論理 7 7 - -
*NMI NMI(入力) 負論理 9 9 - -
BA BA(出力) 13 13 - -
BS BS(出力) 15 15 - -
*IOSEL IOデコード(出力) 負論理 4 4 10 45
A8-A15 アドレス上位(出力<双方向>) 34,35,36,37, 38,39,40,41 34,35,36,37, 38,39,40,41 - -
A0-A7 アドレス下位(出力<双方向>) 26,27,28,29, 30,31,32,33 26,27,28,29, 30,31,32,33 1,19,2,20, 3,21,4,22 26-33
D0-D7 データ(双方向) 6,8,10,12, 14,16,18,20 6,8,10,12, 14,16,18,20 5,23,6,24, 7,25,8,26 34-41
*EXTDET EXTDET(入力) 負論理 22 22 - -
*RAMIHB RAMIHB(双方向) 負論理 2 - - -
GO/HALT HALT(入力) 負論理 11 - - -
*REFREQ REFREQ(入力) 負論理 17 - - -
REFGRNT REFGRNT(出力) 19 - - -
REFCK REFCK(出力) 21 - - -
TASK0 TASK0(入力) 負論理? 42 - - -
EXBUSDIR EXBUSDIR(出力) 負論理 - - 31 46
CLK 2.5MHzクロック(出力) - - 30 48

FM-7/NEW7/77の拡張バスは、FM-8の拡張バスのサブセットになっています。
システム拡張ユニット及び標準フロッピーインタフェースが使える/使えない、の違い以外は、 信号レベルの互換性があります。
FM-77でコネクタ形状が変更されたのは、恐らくノイズ対策だと思われます。
(FM-77のI/O拡張バスコネクタのみ、通常のピン番号の物理並びと異なっており、 上記で合っています。)

FM77AVのI/O拡張バスと、FM77AV20/40/20EX/40EX/40SXのI/O拡張バスは、コネクタの 物理形状、端子位置は異なりますが、信号線レベルでは同一です。
FM77AV発売時は、このI/O拡張バスに接続するものは MIDIアダプタ しか用意されて いませんでした。接続ケーブルもMIDIアダプタに添付された特殊なものです。 FM77AV20/40発売時に、I/O拡張ユニットとステレオミュージックボックスがラインナップ されていますが、この時にコネクタが36ピンから50ピンに変更されています。(ケーブルも添付。) コネクタの変更理由の真相はわかりませんが、ノイズ対策か、プリンタコネクタとの誤接続回避 と思われます。
しかし、旧機種でもI/O拡張ユニットとステレオミュージックボックスを使えるように、 FM-77用のケーブル(FM77-701)、FM77AV用のケーブル(FM77-702)が発売されています。
例によって、ここら辺を表にしてみます。
システム拡張ユニット、
I/O拡張ユニット
添付
ケーブル
別売り
ケーブル
備考
FM-8 MB26001   (フラットケーブル50P→50P)
FM-7/NEW7 MB26002   (フラットケーブル50P→50P)
FM-77 MB26002J   (マイクロリボン50P→フラットケーブル50P)
FM77-601/FMAV-401   FM77-701(マイクロリボン50P→50P)
FM77AV FM77-601/FMAV-401   FM77-702(マイクロリボン36P→50P)
FM77AV20/40以降 FM77-601/FMAV-401   FM77-703(マイクロリボン50P→50P)
MIDIアダプタ 添付
ケーブル
別売り
ケーブル
備考
FM-7/NEW7 MB22439   (フラットケーブル50P→FCN360 32P)
FM-77 MB22439J   (マイクロリボン50P→FCN360 32P)
FM77AV FM77-401   (マイクロリボン36P→FCN360 32P)
FM77AV20/40以降 FM77-401   FM77-704(マイクロリボン50P→FCN360 32P)
・ケーブル欄で、
 ○=ストレートケーブル
 ☆=特殊結線ケーブル
 です。

余談:
FM-8の拡張バスには興味深い信号がたくさん並んでいます。
システム拡張ユニットのための信号がほとんどですが、そうでないものもあります。 こうして見ると、FM-8ってかなりポテンシャルを秘めた意欲的な設計だったんだなぁ、 と感慨深いです。(それを活かせていたかどうかは別として...)

勝手な妄想:
FM-7の40ピン拡張スロット(Z80カード用)には、FM-7以降で削られた信号が残って いるので、それらと50ピンコネクタの信号をあわせれば、FM-7でもFM-8用システム 拡張ユニットをつなげそうな気がしますが、これも想像だけです。
40ピンスロットにFDCとDMACを搭載したカードを作って挿せば、標準フロッピーや 5インチ2HDのフロッピーも動かせそうですね。夢が広がります。

参考文献
I/O別冊 FM-8活用研究 1985年3月15日 (工学社)
I/O別冊 FM-7/8活用研究 1985年3月15日 (工学社)
I/O別冊 FM-7/11活用研究[第2集] 1985年3月15日 (工学社)
82HM-1140 FM-77L2 ユーザーズマニュアル ハードウェア解説 1984年5月(富士通)
82HS-4710 FM77AVハードウェア解説書 1984年5月(富士通)
82HS-6700 FM77AV40ハードウェア解説書 1984年5月(富士通)
82HS-0710 FM77AVEX/20EXハードウェア解説書 1984年5月(富士通)

尚、本ページの各表の作成にはThinkさんのCSV→Table変換サイトのお世話になりました。
ありがとうございました。

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