120pinのHDDを使え! 120pinのHDDを使え!

3ギガのSCSIのHDDがお値段はたったの100円
信じられますか?ギガコスト33円!CD-Rよりも安い!
そうです。もちろん、普通のHDDではありません。 なんと120pinのHDDなのです数々の人間がチャレンジし、玉砕してきました。
もはや誰も手出しできないだろうと思っていたところ、ここに救世主が舞い降りました。
以下は、その救世主から頂いた手紙をほぼ原文どおり掲載します(画像を中間挿入とフォントパラメータ変更だけは私が行いました)。
また、画像は大きさを調整してありますが、クリックすることで実際のサイズの画像を閲覧できます。
一部私の保有の物から画像を追加してあります(追加したものは追加と書かれています)。私の注釈は「てんてん注」としてあります。
なお、このページの著作権は救世主にありますので、このページのみ「転載不可」とさせていただきます

 秋葉原にあるPCショップ「あぷあぷ」にて大量に出回った120PINのコネクタを持つ”サーバー用HDD”という触れ込みのジャンク品があります。
 これの解析を行い、実動作に漕ぎ着けましたので報告いたします。

 なお、本題はNIFTYのFPCUDIYSフォーラムのライブラリに原題が登録されており、これに加筆と画像の添付をしたものであります。



 〜〜はじめに〜〜

 この報告は”サーバー用HDD”のすべてについて動作を約束するものではありません
 また、この報告によっていかなる事態が発生しても私は責任を負いません。解析実験中にも基板の部品が燃えて発煙したり、コネクタの部分から発火して端子部を燃やしたりしております。甘く見ていると 思わぬ事故(人身事故・火災・その他の大惨事)につながりますので十分に注意し、単なるジャンク道楽で大切なものを失わないようにしてください。

 では、実際の燃え燃え基板・焼き切れ端子の画像です。

電解コンデンサが燃えました(^^; 端子の金属部が燃えて焼き切れました(^^;

 脅かしてしまいましたが、DC12Vぐらい屁でもないぜ、となめ切っていると本当に痛い目にあいます。最近のATX電源は12Vでも10A以上の容量がありますから、ショートさせれば細い電線は発熱のあまり発火してしまいます。
 ジャンク道に情熱を燃やすのはいいですが、家とか生涯を燃やすのは辞めましょう。


 さて、お説教はこれくらいにして、ルビコンの河を渡った方に向けて・・・

  〜〜序説 解析までの道のり〜〜

   フルサイズPCIカードを彷彿とさせる長い基板にHDDが取り付けられています。これに搭載されているHDDの分類だけで4種類のバージョンがありますが、基板のレイアウト違いやドーター基板である電源基板の違いなどでバリエーションはさらに増えています。しかしどれも120pinコネクタが取り付けてありますし、それぞれで互換性がある筈です(と信じて解析しました)。
 PCの規格ではなくて、メーカーの社内規格と考えて間違い無いでしょう。

 120pinの信号線を解析すればHDDの動作が可能なのでは?と想定して解析をはじめました。
 でも、解析ってどうやるの?という方のために、私が今回「生贄」にした基板の画像をお見せしましょう。
大きい部品を剥ぎ剥ぎしてあります(^^)。


 もう使えません。でも安いですし、数もありますので気にしないで剥ぎ剥ぎしてしまいました。ICはカッターで足を切り取り、残った足ははんだコテで取り去りました。フラックスが残っていると気分が悪いのでシンナーで除去してあります。 120pinコネクタがサックリと外してありますが、これはヒートガンで炙って外しました。炙りすぎると基板が柔らかくなって変形しますのでチャレンジする方は注意してください。

 なお、私は解析を仕事としているわけではありません


 さてさて、真面目半分・ふざけ半分で進めてきましたが、いよいよ本題に入ります。



 〜〜第一節 本HDDの特徴〜〜

 このHDDのバスの特徴を解った範囲で解説します。

1:二重化されたSCSIバスライン
 フォールトトレラントな思想で構成されており、SCSIバスが2組入っています。SCSIバスの規格としてはSCSI-2(8bit)です。
>> パリティ付です(念のため)。

 SCSIバス二重化のために通常のHDD本体の基板ではサポートできない(ドライブ用コントローラが2つ必要)ので細長い基板にLSIを多数マウントしてあります。コントローラチップはQLOGICで、フルハイトドライブ搭載のものはTEC336、ハーフハイトはTEC376というチップを乗せています。もちろんコントロール用マイコン、キャッシュメモリ、その他ロジックIC多数。
完全二重化されているのでSCSIバスN系・E系の区別は本来ないと思います。どちらかがアクティブなバスであれば自動的に切り替わる筈です(あとで正しいことが解りました)。
 同一型番のHDDのデータシートを取ると解りますが、ドライブのメカニカル部コントローラ(モータードライバその他)とSCSIバスインターフェースが切り離せるようになっており、シングルエンデッド(SE)とディファレンシャル(HVD)、16bitや8bitなど各種規格に合わせてSCSIバスインターフェースと組み合わせます。

2:二重化された電源ライン
 印加電圧は24Vで、2系統が用意されています。2つのラインは基板の上にネジ止めされた子基板に入って+5Vと+12Vを生成します。

3:ドライブからの情報を収集できる監視?ラインを有する
 ドライブからシリアルで(プロトコルは不明)何らかの信号を授受するインターフェースがあります。

4:その他、着脱に関する状態変更など、解らない信号線が少々
 AD592というアナデバの温度センサが搭載されています。あとは解らない線が少し残ってしまいました。


 所見
 PCのドライブというより、もう少し規模の大きいシステムのストレージだと想像します(これは識者の方の指摘をお願いします)。
 SCSIバス二重化は噂には聞いていましたがモノは初めて見ます。これのSCSIホストアダプタの方にもやや関心が。PCI仕様だと思いますが、ATアーキテクチャのカードではないような予感。
 二重化がはかられていますからRAID5以上のレベルで運用するのだと思います。
 今回のターゲットになったHDDの容量が2GB前後ということから、ひとつのアレイメンバーには6台とかSCSI-2に許されるギリギリまで加わっていると思います。


 〜〜第ニ節 ピンアサイン〜〜

 まず、呼び番号ルールを決定します。以降、このルールで行きます。

 120Pinの取付けられた基板のことを「マウント基板」と呼びます。このマウント基板に裏返しに乗ったのを「電源基板」と呼びます。
 120pinコネクタを手前に来るようにし、ICやドライブの載った基板面を上にします。シルク印刷で”CN1”と見えるはずです。
 コネクタ右側にシルクで”ABCD”と印刷されています。左側にはFGHJと印刷されていますが、今回はABCDの4つで4列の名前にします。
追加!ABCD
 数字ですが、コネクタの右から1,2,3,4,5,と数えることにします。
 A列は1から30でありますから、B列、C列、D列の合計で120になります。
 今回のデータは未解析の部分もありますが、これがどのような影響を及ぼすか未知数です。でもホストアダプタに接続してDOSでFormatできたので勘弁してください。

120pinのコネクタの一番外側に列のズレたピンがありますが、これはコネクタのGND用です。こいつらまで一緒に数えないようにしてください。電源が絡むので本当に注意してください。
追加!ずれてるピンに注意!

 さて、ピンアサイン表の読み方の例を示します。

 (例)
 Mなんとか,Lなんとか、Dなんとか
  ・・・これは基板上のデバイスナンバーを示します。
 VCC
  ・・・電源ラインです。
 NC
  ・・・なにも接続されていないピンです。
 行先・コメント
  信号の出所と行先で解る部分は書いてあります。

 ”パラ接”というのはパラレルで(並列で)接続されていることを意味します。直列でしたら”シリ接”ではなくて「シリーズ」といいます。でも、”それパラってくれぇ〜!”という怒号飛び交う私の職場ではシリったとか、シリるとか言います。

 SCSI-50PIN
  ・・・SCSI-Busのピン番号です。

No.A列行先・コメントSCSI-50PIN
1NC  
2GND  
310Kで吊ってFJ-Aの右2デバッグ? 
4M3=SD0SCSI A系2
5M3=SD2SCSI A系6
6GND  
7NC  
8NC  
9M3=−REQSCSI A系48
10GND  
11NC  
12NC  
13M4=SD1SCSI B系4
14GND  
15NC  
16NC  
17GND  
18M4=−REQSCSI B系48
19M4=−CDSCSI B系46
20NC  
21GND  
22NC  
23CN2−20CN2-18とPWR-PCBでパラ接 
24CN2−13CN2-15とPWR-PCBでパラ接 
25GND  
26CN2−18CN2-20とPWR-PCBでパラ接 
27CN2−15CN2-13とPWR-PCBでパラ接 
28M13=274LS06/2pin Hex Inverter Out 
29GND  
30M13=274LS06/2pin Hex Inverter Out 


No.B列行先・コメントSCSI-50PIN
1VCC1系+24V 
2VCC1系+24V 
3VCC1系+24V 
4GND  
5M3=SD3SCSI A系8
6M3=SD6SCSI A系14
7NC  
8GND  
9M3=−BSYSCSI A系36
10M3=−MSGSCSI A系42
11M3=−CDSCSI A系46
12GND  
13M4=SD2SCSI B系6
14M4=SD5SCSI B系12
15M4=SD7SCSI B系16
16NC  
17M4=−BSYSCSI B系36
18M4=−MSGSCSI B系42
19GND  
20M3=−RST10K Pullup SCSI A系40
21M5=1110K Pullup 74LS04 Hex Inv. In 
22M1=6DS3695=DO/RIライン・トランシーバ 
23GND  
24FAULT−LED  
25CN2−9CN2-11とPWR-PCBでパラ接 
26M2=1AD592 温度センサ 
27GND  
28VCC2系+24V 
29VCC2系+24V 
30VCC2系+24V 
注意: M5=10は CN5-32(Disk)へ接続されている


No.C列行先・コメントSCSI-50PIN
1VCC1系+24V 
2VCC1系+24V 
3VCC1系+24V 
4GND  
5M3=SD4SCSI A系10
6M3=SD7SCSI A系16
7M3=SDPPARITY SCSI A系18
8GND  
9M3=−ACKSCSI A系38
10M3=−IOSCSI A系50
11M3=−SELSCSI A系44
12GND  
13M4=SD3SCSI B系8
14M4=SD6SCSI B系14
15M4=SDPPARITY SCSI B系18
16NC  
17M4=−IOSCSI B系50
18M4=−ACKSCSI B系38
19GND  
20M4=−RST10K Pullup SCSI B系40
21NC  
22M1=7DS3695=-DO/-RI ライン・トランシーバ 
23GND  
24FAULT−LED  
25CN2−11CN2-9とPWR-PCBでパラ接 
26M2=3温度センサ 
27GND  
28VCC2系+24V 
29VCC2系+24V 
30VCC2系+24V 


No.D列行先・コメントSCSI-50PIN
1NC  
2GND  
310Kで吊ってFJ-Aの左1デバッグ? 
4M3=SD1SCSI A系4
5M3=SD5SCSI A系12
6GND  
7M3=−ATNSCSI A系32
8L3-極細ライン-D4-CN2-19(謎)  
9L3-極細ライン-D4-CN2-19(謎)  
10L3-極細ライン-D4-CN2-19(謎)  
11NC  
12M4=SD0SCSI B系2
13M4=SD4SCSI B系10
14GND  
15NC  
16M4=−ATNSCSI B系32
17GND  
18NC  
19M4=−SELSCSI B系44
20NC  
21GND  
22ID1C10K Pullup M10-2 ID-Select 
23ID2C10K Pullup M10-4 ID-Select 
24ID4C10K Pullup M10-6 ID-Select 
25"L4-D5,D3シリーズ接続-CN2-19"+5V電圧印加  
26"L4-D5,D3シリーズ接続-CN2-19"+5V電圧印加  
27"L4-D5,D3シリーズ接続-CN2-19"+5V電圧印加  
28GND  
29GND  
30D3からDCリターン?(謎) 



 〜〜第三節 変換アダプタを作る〜〜

 ここまで調べてきた内容でSCSIホストアダプタとの接続が解明されました。今度は実際に変換アダプタを作って動作試験をします。

<必要なもの>

1)ピンヘッダー
 秋月電子に行くと40Pinのピンヘッダーが売られています。これを多数購入して、4列30Pinの計120Pinの剣山を作ります。この剣山の周囲を囲うようにアースラインも作ります。
 >> 20列2段組みの40PINでしたら3つ買えば120となります(^^)

2)SCSI用コネクタ
 続いて50Pinのフラットケーブル用のヘッダーも買います。逆挿し防止の切り欠きがあるタイプがいいでしょう。

 潔癖派な方にはヘッダーにリリースレバーのついたものを買います。そうするとレバーを起こすだけでサックリとコネクタが外れてエレガントです。ホストアダプタのボックス型のコネクタの角を折ることがありますが、レバー付きだったら・・・。

3)電源コネクタ
 あとPCのHDD等に使う白いプラ製の電源コネクタも買います。デバイス側を使いますのでオスメスを間違えないように(^^;。
 赤・黄・黒の電線も適当に用意してください。1:2の分岐ケーブルを切る方が楽でしょう。

4)基板と配線材
 横30穴以上の万能基板。少し大きい基板の方がレイアウトも楽ですし、配線も楽です。アースラインを確保することもお忘れなく。
 ラッピングワイヤーなども当然必要です。1は茶、2は赤、3は橙という男の子は色分けしましょう。見た目もきれいですし、間違いも少ないです。
(てんてん注:4は黄で5は緑。この色配列の意味がわからない人は今回の改造には手を出さないほうがいいと思います。)

5)ターミネータ付のSCSIフラットケーブル
 ターミネータは付いてない(らしい)ので用意してください。
 アダプテックのAHA-1542CFに添付されてきたケーブルがあったのでそれを使いました(^^)。


<実技編>

 一応、上級者向けのネタなので(^^;、すかじーの奇数ピンはどう処理するんですかぁ?というあえて解説はいたしません(^^;。

 ピンアサイン表を見ると「SCSI A系」とB系の2種類の信号が出てきます。今回はA系のみに配線しました。フォールトトレラントなSCSIバスですので、どちらかが接続されていればアクティブなバスの方に引張られると思います。

 忘れやすいのはB列20番の−RSTラインです。落着いて作業を進めてください。
 また、D列25〜27番には+5Vを接続します。これを忘れるとスピンアップするけれどホストアダプタから認識できません。  ただし、隣接するピンはGNDだったりしますのできちんと処理してください。ショートすると燃えます。  私の場合は25と26番だけに接続し、27は開放にしてあります。ビニル被覆がまくれあがってバチッ!を嫌ったのです。

 TERM-PWRのラインは開放しておきます。ホストアダプタに任せます(これでいいのか?)。
 アースラインを除くと、18本の配線で済みます。また、良く考えると120Pinのうち、今回使用する分は少ないので省略しても大丈夫です。
 4列の全てにGNDが分布していますが、面倒なのでAとDの列だけを接続してあります。良い子は真似しないでください

 この変換基板は写真をアップしますのでご覧ください。
第2作目の基板です。 第2作目の基板をコネクタ側から見ます
第4作目の基板です。手抜きが目立ちます(^^;。
<マウント基板との接続>  製作した変換コネクタボードのほかにマウント基板に直接、電源を送電するために親子基板になっている電源基板との黒いケーブルを切って加工します。電源基板は使用しませんので取外します。
 今回ターゲットとするコネクタCN3のピンアサインは以下の通りです。1,2,15,16とシルクがありますので解ると思います。
追加!シルク
16 14 12 10 8 6 4 2
NC +12V NC +5V GND GND GND GND
15 13 11 9 7 5 3 1
+12V+12V +5V +5V GND GND GND GND

 黒いジャンパーケーブルはフル結線ではありません。奇数列だけを接続すれば大丈夫でしょう。
 画像を参考にしてください。
コネクタの結線状況です。
 真向勝負で120Pinから+24Vを供給して電源基板で+12V,+5Vを発生させる方法もありますが、今回は見送りました。いずれ製作するかもしれません(この場合でもD列25〜27に+5Vは必須)。


 〜〜第四節 実際に動かしてみる〜〜

さて、あのHDDには何種類かありまして、解る範囲で解説します。
 種別A
 フルハイトなHDD、M2909が載っているモデル
 種別B
 フルハイトなHDD、M2903が載っているモデル
 種別C
 ハーフハイトなHDD、M2952が載っているモデル
 種別D
 ハーフハイトなHDD、M2954が載っているモデル

 4種類のうち、Aタイプには電源基板が普通の基板のモデルもありますが、機能的には同一なのでAからDの4種類とします。
 Bタイプにも基板レイアウトの違うモデルが存在するらしいです。

 では今回の解析でDOSドライブとして動作したAタイプについて見ていきます。
 B,Cタイプも変換アダプタを接続すれば動作します。しかし残念なことにDOSでは認識できません。詳細は別節で解説します。

 (てんてん注:私が保有しているものはB。つまり動かない(T_T))

 最初にマウント基板のジャンパーピン設定を行います。
 120Pinコネクタを手前において左の方にCN6とCN7があります。

CN6の設定は
 D □□ オープン (謎)
 P □□ オープン (スピンアップはホストから)
 A ■■ ショート (電源ONと同時にスピンアップ)

CN7の設定は
 FCT □□ オープン (工場設定?)
 SUR ■■ ショート (これにしないと認識せず)

 とします(この設定はAタイプ〜Dタイプまで同じです)。
CN6とCN7の設定です。

 Aタイプのドライブの品番はM2909YAMです。ドライブにはジャンパーピンがあります。マウント基板を裏返してドライブ本体を手前におき、120pinコネクタを奥側にして見たときに
 □□ オープン
 ■■ ショート
 ■■ ショート
にします。シルクで「1」と書かれていますので一番上をオープンにして下2段をショートします。
 これはなに?という質問はナシです。これにしたら動いたというだけですので気になる方はチャレンジして教えてくださいね。
ドライブのジャンパーの設定です。

 以上、設定したら壊しても良いホストアダプタに単体で接続します。万が一の際に道連れにしないように。結線を確認し、変換基板の挿し込みを確認します。天地をひっくり返して挿すとコネクタのピンが燃えます(本当)。
実際に装着した画像です。

 無事に電源が投入できましたか?。やたらとうるさくモーターが回り始めます。今時のドライブと比べるとスピンアップからReadyに至るまでの時間が長いようです。ホストアダプタがバススキャンをして運が良ければHDDを認識するでしょう。

 さて、DOSからアクセスできるInt13hなデバイスとしてのBytes Per Sectorは512Bytesです。これに合わせるためにホストアダプタのLow Level Formatを掛けます。DC390で約45分ぐらいかかりますが、気長 に待ちます。他にはMylex-BT950RやIOI-9100Uのホストアダプタのフォーマッタが使えました。ご自分のホストアダプタの機能を確認しておいてください。

 SCCTLというSCSIツールをお持ちの方はこちらでモードページを変更するなどの処理をしてSCSIの持つFormatコマンドを発行してください。どちらも同じような動きをするようです。

 出来上がったらPCをリセットしてホストアダプタでのデバイス取得でM2909J-512と出ると思います。jだけに限定されるかはサンプル数が少ないので不明です。
 続いてFdiskやFormatでDOSのドライブに仕立て上げます。FAT16でFormatしたので2GB+900MBでした。
 これで完了です。

 「でもオレのは動かないぞ」というのは私も解りません。頑張って解析してください。もしかしたら、ドライブ自体がおジャンクかも



 〜〜第五節 未完成部分と追加情報〜〜

 AタイプでM2909が載ったドライブはお皿がダメになっていなければ動くのですが(マウント基板が痛んでいるのも論外)、残りの3モデルについて実際に試験をして解った範囲で解説します。
 BタイプはBytes Per Sectorが1036などという面白い値を返します。これは私の手には負えません。爆砕です。
 1024+12なセクター長なのです。これについてはFPCUDIYにて質問したところ、極々一部のコンピュータ(パソコンにあらず)で使用実績があるとのこと。私には解りませんが、サクサクっとデバドラが書ける人ならDOS用に自作ドライバで・・・(^^)。

 Bタイプは良く観察するとAタイプと同じHDDの基板です。ロット番号も同じなので板チェンジの技を使ってみましたが・・・(^^;。
ドライブごとダメにしてしまいました
 色々と情報収集&悪戦苦闘中ですが、解決には至っておりません。

 続いてCタイプもBytes Per Sector 524という楽しい値で爆砕。
 これも512+12のセクター長です。ジャンク屋定期巡回でM2952を発掘したので板チェンジ技を使ってみましたが、こちらもダメです。セクター長512bytesな別の基板からは制御できません
 Dタイプはディスク容量が一番大きくてオイシさ4GBなんですが入手できた物はスピンアップもしないNG品でした(^^;。なので解らないです。


 このC,D2つのタイプについてはSCSIコマンドをDOS上から発行できるSCCTLを使ってみましたがダメでした。
 ファームウェアで固定長になっているのかも知れません。SCSIコマンドのモードページでの値は可変な値なんですが、書き換えが禁止されているようです。


 ここまで書いたところで追加情報です。

 マウント基板の前面パネル(金具のところ)に貼られたシールの型番に注目してみます。
 M2909の乗ったもの:CA01001−D511
 M2903の乗ったもの:CA01001−D510

 D510なマウント基板にM2909ドライブを載せたときにホストアダプタから認識されるデバイス名称はM2903−(空白)となります。これはマウント基板に乗ったFlash-ROMにデバイス名称が記録されているのではないかと想像します。
 ということは、Flash-ROMを剥ぎ剥ぎして中を覗いてみようかと検討しております。
 ここにセクター長も書かれていれば・・・(^-^)。



 〜〜終わりに〜〜

 長文・乱文・駄文にお付き合いくださいましてありがとうございます。動作報告、間違い発見・新大陸発見などの情報はFPCUDIYSの15番会議室までお知らせくだされば幸いです。



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