4116, 4516, 4517

São os circuitos integrados que, dentro de meu conhecimento, foram empregados pela Microdigital na RAM baixa do TK90X/TK95.

Estes integrados são RAM dinâmicas que armazenam 16384 bits cada uma e, para formar um banco de 16384 bytes, são usadas 8 peças na placa. Este banco tem endereçamento sequencial à ROM, entre 16384 a 32767 (#4000 a #7FFF em hexadecimal). Sua presença é obrigatória, pois armazena dados de vídeo usados pela ULA.

A mais antiga dessa linha de DRAM é a MK4116 da Mostek que foi a sua inventora, logo clonada em produtos como TMS4116 (Texas), HYB4116 (Siemens), MCM4116 (Motorola), MM5290 (National) e AM9016 (AMD). Foram muito usadas no TK90X.

O maior inconveniente destes componentes é a necessidade de 3 tensões de alimentação: −5 V (V_BB), +5 V (V_CC) e +12 V (V_DD). Para piorar, as tensões V_CC e V_DD não podem em hipótese alguma serem inferiores a V_BB, senão o dispositivo seria obrigado a dissipar calor maior do que suportariam. Na prática, significa que a tensão negativa deve ser aplicada antes das demais quando a fonte é ligada, e que deve ser a última a ser desligada. Porém um defeito no circuito de geração de −5 V ou na ULA poderia causar uma situação catastrófica. O fato é que um dos defeitos mais comuns do TK90X estão nestas memórias. Nota: nesta postagem discuti brevemente a alimentação no TK90X.

A própria Mostek trouxe uma solução com a RAM MK4517, clonada pela Motorola no MCM4517 (não confundir com CMOS CD4517 ou HEF4517 que são circutos totalmente diferentes). Este dispositivo necessita apenas de +5 V, sendo que os pinos 1 (V_BB) e 8 (V_DD) do integrado estão desconectados. Tais dispositivos podem ser empregados diretamente no lugar do 4116, com vantagens. Um dos meus TK90X vem com 4517 no banco de RAM baixa.

Outro componente que não precisa das 3 tensões é a MK4516 da Mostek que, diferente de MK4517, tem uma função de refrescamento no pino 1 que, nas placas do TK90X/95, é ligado a −5 V. Como não há necessidade de usar este pino para o refrescamento (a ULA provê isto), o melhor é deixá-lo sempre em +5 V (nível lógico alto).

No meu TK95, que emprega MK4516, percebe-se que uma trilha da placa foi cortada (destaque 1 na foto) e que um fio nu foi soldado entre pinos de dois circuitos integrados (destaque 2). Esta foi a solução encontrada pela Microdigital.

Reparo e reposição da RAM baixa

A solução mais simplista é ter um estoque de componentes reserva para uma eventual substituição. Eu mesmo comprei MM5290 que é equivalente ao 4116, para uma eventualidade. Entretanto esta memória não pode ser usada no lugar de MK4516, a não ser que se modifique a placa para aceitar as 3 tensões de alimentação. O problema é que não se encontra este último à venda. Recentemente vi que estaria disponível numa loja virtual mas, ao fazer o pedido, fui informado que estava esgotado. O problema seria solucionado se pudesse estocar DRAM 4517, pois poderia substituir tanto 4116 como 4516. Entretanto o preço é elevado quando se encontra na Internet, se é que realmente está disponível.

Um outro componente que pode ser empregado é a DRAM 4164 de 65536 bits, dos quais somente 16384 seriam usados. Uma modificação é necessária para ligar o pino 8 a +5 V ao invés de +12 V, que pode ser feito no circuito integrado ou na placa (vide link). 41256 também poderia servir, mas requer que o pino 1 seja ligado a +5 V ou à terra, no lugar de −5 V.

Há outras propostas que envolvem mudanças mais profundas:

• usar DRAMs mais modernas numa placa auxiliar (Danjovic);
• usar RAM estática (Alwin);
• usar módulo SIMM de PC antigo (mcleod_ideafix);
• comprar um módulo específico pronto (zx.ziggy.net).

Qual adotar? Depende do que se quer, do que há disponível e o quanto se quer gastar. Os que desejam manter seu computador o mais original possível, só a substituição pela peça correspondente serve. Estes deverão estar preparados para garimpar e pagar caro pelos componentes. Já para aqueles que só querem que funcione ou os entusiastas que querem melhorar o desempenho, o uso de componentes mais modernos é recomendado. A originalidade é perdida, mas não é nada para quem não se importa com isso.

E quanto a mim? Eu sou mais do tipo que quer ver seus computadores funcionando e, se valer a pena, fazer mods para explorar mais as suas potencialidades. Entretanto está em meus planos deixar um TK90X o mais próximo do original. Não que eu tenha aspirações quanto ao colecionismo ou preservacionismo, mas como eu faço adaptações de software, preciso ter um original para checar as questões de incompatibilidades entre TK90X, TK95 e ZX Spectrum.