VFOありFDDの外付け化


PC-98用の外付けFDDは入手が容易でなくなってしまっています.ここではVFOを内蔵したFDDをPC-98用の外付け2モードFDDとして使用するための方法について説明します.

VFOを内蔵した3.5インチFDDにはFD1135D,FD1137D,FD1138Dなどが,また5インチFDにはFD1155D,FD1157D,FD1158Dがあります.これらのいくつかはPC-98の内蔵FDDとして採用されていました.
これらのFDDの信号コネクタはいずれも34ピンで,ピンアサインは同一です.ただしGNDピンについてはわずかに異なる場合があります(VFOあり2モードFDDのGNDピン参照).

■外付けケース
3.5インチFDDなら,SCSI接続の外付けMOやZIPのケースなどが流用できます.代表的な3.5インチFDDであるFD1137Dの消費電力は+5V,2.5Wであり,これらの機器に内蔵されている電源ユニット,あるいは付属のACアダプタの供給電力の点でも問題ありません.外付け機器用の50ピンコネクタのSCSIケーブルはストレート結線であり,外付けFDDケーブルとしても 使用できるため,ケースのコネクタはフルピッチのものでもハーフピッチのものでもかまいません.コネクタが25ピンのものや37ピンのものも使用することは可能ですが,接続ケーブルの作成も必要となることから,新たに入手してまで使用するのはよほどのことがない限り避けた方がよいでしょう.

5インチFDDでは,SCSI接続の外付けCD-ROMやCD-Rなどのケースが利用できます(SCSI接続でないものでも,別にコネクタ部分を取り付けるなどすれば利用可能です).代表的な5インチFDDであるFD1155Dの消費電力は,+12Vが3W,+5Vが2Wですので,電源容量の点でも問題はないでしょう.

3.5インチFDD,5インチFDDいずれの場合も,奥行きの短いドライブやフロントベゼルのないドライブが使用されている製品のケースを流用したり,フロントベゼルがないFDDを使用した場合には,完成品の見栄えはよくありません.外付けFDDの自作は,見栄え・工作の手間と実用性を天秤に掛けた上で行って下さい.

電源ユニットを内蔵しているケースを用いた場合,スイッチング電源ユニットから発生する高周波ノイズのためにデータの読み書きが阻害されるとの報告が シエルさんのツイッター の 2018年4月2日の記事(123)にあります.筆者にはそのような経験はありません.剥き出しのスイッチング電源ユニットが基板面を上に向けた状態で組み込まれている製品の一部で,このような不具合が発生するのでしょうか.ACアダプタを使用する製品のケースではこの種の不具合はないでしょう.

下は筆者が10年ほど常用している自作の外付けFDDユニット(の内部)で,故障して廃棄されたICM製5連装CDチェンジャであるCD-605CのケースにフロントベゼルのないFD1155Dを収めたものです.元々内蔵されていたドライブとネジ穴の位置が全く合わなかったため,ケースの底面に新たに穿孔して使用済みボールペンの軸を切ったものをスペーサーとし,長いネジを使ってFDDをネジ留めしました.電源コネクタの形状も合わず,コネクタを交換した記憶もあります.またメディアの出し入れができるようフロントパネルを加工してありますが,見栄えはよくありません.CD-605Cでは電源ユニットがドライブの横にあり,鉄板で覆われた配線面がドライブ側に向いており,また大きな放熱板が電源ユニットの側面を覆うように取り付けられていますが,これらに電源ユニットから発生する高周波ノイズの悪影響を軽減する効果があるかは筆者にはわかりません.


以前作成した外付けFDDユニットでもこの不具合が出た記憶はありません.加賀電子(TAXAN)かI・Oデータ製の2−4倍速の製品のケースを流用したものだったと思います(横幅のあるケースで,CD-605Cのものと似た電源ユニットがやはりFDDの横に位置していたと思います).

なおFD1155Dのフロントベゼルの現物で型を取ってその複製品を作成する仕方が,試運転の資料館 --> 電算機部 --> 5.25 型 FDD のフロントベゼルを製作してみる で紹介されています.

■結線
一般的な1MB FDD I/Fの外部50ピンコネクタに接続する場合の信号線の結線の仕方です.この結線で2HD(1.2MB)メディアの読み書きが可能となります.

以下,1MB FDD I/Fの外部50ピンコネクタのピン - FDDのピン の順です.カッコ内は信号名です.コネクタのピン番号の割り当ては,「コネクタの種類とピン番号」に示す通りとします.またFDDのピンアサインは,HAMLIN's PAGE --> FDD関係 --> FDD_10 PC-9821-K08ケーブルとその接続 に記載されているFD1158Dのものに従っています.なお外付けケースのコネクタのピンアサインは,1MB FDD I/Fのものを左右反転した形になりますので,結線時にはご注意下さい.


1MB FDD I/Fの21ピン (Two Side Disk) ,またFDDの16ピン (Motor On) と17ピン (Drive Selected) はそれぞれGNDに接続します.Motor On信号ピンが常時GNDに接続されるため,外付けFDDのモーターは回転しっ放しとなります.
井芹陽一 (1988). PC9801へのFDDの接続法と2DDから2HDへの改造 トランジスタ技術SPECIAL NO.11 特集 フロッピ・ディスク・インターフェースのすべて ――需要の急増するFDDシステムの基礎から応用―― CQ出版, pp.141-170. では, 21 (Two Side Disk) - 17 (Drive Selected) となっていますが,実際問題として個人ユーザーが現在片面単密度のメディアの読み書きを行う機会はまずないでしょうから,上の表の通りTwo Side DiskピンもDrive Selectedピンも常時GNDに接続されることに問題はないでしょう.

1MB FDD I/Fの外部50ピンコネクタでは26-50ピンが,またFDDの34ピンコネクタでは1, 5, 9, 13, 15, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33ピンがそれぞれGNDです(VFOあり2モードFDDのGNDピンを参照).なお上の表でのGND同士の結線の仕方は一つの例であり(筆者の環境ではこの結線で問題なく動作したというのに過ぎません),個々のコネクタ内でGNDピン同士を短絡させてコネクタ間でのケーブルの本数を減らすなどしてGND同士をすべて結線するのが望ましいです.

FDDが1台の場合はDSを0に,また2台の場合は1台目のDSを0,2台目のDSを1にそれぞれ設定します.

メーカー不明(型番からみて磁気研究所製でしょうか)の PC Line Max II 3.5 INCH 2DD/HD FDD という外付け3.5インチFDD(FD1137D使用)と IDOL JAPANのFD-501という外付け5インチFDD(FD1157D使用)も,基本的にはこれと同等の結線となっています(後者についてはぶぅぶぅ さんより情報をいただきました).

50ピン以外のコネクタを介して接続する場合(この場合は接続ケーブルも作成する必要があります)には,1MB FDD I/FあるいはPC本体内部のFDDコネクタの信号と外付けFDDの信号とを対応させ,またTwo Side Disk・Motor On・Drive Selectedの各信号をGNDに接続します.

■2モード動作化
FDDの2ピンはDensity信号ピンであり,ここにPC本体側のDensity信号を接続すれば,2HD/2DD自動切り替えの2モードFDDとすることができます.1MB FDD I/Fの外部50ピンコネクタにはDensity信号が出力されていませんので,内蔵FDDケーブルから分岐させて外部に引き出す必要があります.FD1138Tでは11ピン,FD1231Tでは2ピンがそれぞれDensity信号ピンです.

α DATAのADF-1MやIDOL JAPANのFDD-1Mなどの1MB FDD I/Fでは,外部50ピンコネクタの脇のミニジャックにDensity信号が引き出されており(Density信号はミニプラグの先端部で受けます),同じくミニジャックを持つ外付けFDD(ミニジャックはケース内部でFDDのDensity端子に接続されています)とオーディオ用モノラルミニプラグ付ケーブルと同等のケーブルで接続するようになっています.このようにDensity信号ラインを他の信号ラインと別に引き出すこともできますが,サードパーティー製の1MB FDD I/Fや自作の1MB FDD I/Fでは,外部50ピンコネクタのNCピンを利用して引き出すこともできます.
 ※本体の1MB FDDやNEC製の1MB FDD I/Fでは,外部50ピンコネクタの "NCピン" に何らかのラインが接続されている可能性がありますので(下を参照),Density信号ピンとして利用することには注意が必要でしょう.
 NEC製の5インチ外付けFDDユニットである PC-FD512R(1992年10月発表)では,FDDケーブル接続用の外部フルピッチ50ピンコネクタの20ピン(公称はNC)からのラインがジャンパの空きランドを経て中身のドライブであるFD1158DのDensity信号ピンに接続できるようになっているといいます(この情報はaochanさんよりいただきました).またメーカー不明(磁気研究所製?)の PC Line Max II 3.5 INCH 2DD/HD FDD という外付け3.5インチFDDユニットでは,外部フルピッチ50ピンコネクタの22ピン(これも公称ではNC)が中身のドライブであるFD1137DのDensity信号ピンと結線されています.さらにツクモの外付けFDDのあるものでは,専用外付けFD接続用外部フルピッチ36ピンコネクタにDensityピンと二つの不明な信号ピン(3モード信号ピンでしょうか)を持っています(TSUKUMO製外付けFDD用ケーブルの36ピンコネクタ を参照).これらの事実から,PC-98本体の1MB FDDコネクタの18・20・22ピンは,NCということになってはいても,実際にはPC内部の何らかの信号ラインと結線されている考えられます.上記の外付けFDDユニットでは,2DDの読み書き時に,デバイスドライバによってそれらのラインに "Density信号" 等が流れるようになっていた(あるいはメーカーにそのような動作を行わせる計画があった)のでしょう.またNEC製の3.5インチ外付けFDDである PC-FD321/PC-FD322(1994年5月発表)は,デバイスドライバにより自動切替で3モード動作するようになっており,この製品のデバイスドライバは,特定の "NCピン" に "360/300信号" を出力するものであると考えられます.2モードないし3モード動作するサードパーティー製の外付けFDDユニットで,シャーシにモード切替スイッチのない製品(外付け3.5インチFDDユニット−フリー720KB/1.44MBドライバ動作試験結果などを参照)でも事情は同じでしょう.

ただしこの工作では,2DDメディアからのシステムブートはできません.古い機種限定になりますが,1MB FDD I/Fに接続された外付けFDDにセットされた2DDメディアからシステムを立ち上げるためには,本体の拡張スロットに640KB-1.2MBハードウェア切換ボード(HAMLIN's PAGE --> FDD関係 --> FDD_26 640KB-1.2MBハードウェア切換ボード と640KB-1.2MBハードウェア切換ボードについてを参照)を増設する必要があります.この場合,外付けFDDのDensity端子は,640KB−1.2MBハードウェア切換ボードのミニジャックか,内蔵FDDのDensity端子と接続します.

PC-9801US/FAとPC-9821Ap2の一部では,システムセットアップメニューのFDDの設定[640K,1M,自動(640K),自動(1M)]の如何にかかわりなく,またPC-9821ApとPC-9821Ap2の一部では640Kと自動(640K)の設定で2DDメディアからのシステム起動が可能でした.PC-9801VXなどでも可能なようです.しかしPC-9801BX3/BX4,PC-9821As3/C8W/Xsでは,設定内容により挙動は異なるものの,どの設定でも2DDメディアからのシステム起動はできませんでした[システム起動後のデータ読み書きは,640K以外の設定で可能でした(640Kの設定では外付けFDD自体が認識されません)].またPCIスロットを持つ機種では起動は不可能です.これは流星V200とXv13/W16で実際に確認しました.
 ※640KB-1.2MBハードウェア切換ボードを使用せずに2モード切替の外付け(扱いの)FDDにセットされた2DDメディアからのシステム起動を可能にするソフトウェアが,PC-9821およびDOS/VソフトウェアのページEXT2DDBT (IPLware) で公開されています.対応機種は,PCIバスのない機種では恐らくAn以降(An/Ap3/As3/BX3/BA3およびこれらに相当するアーキテクチャの機種)およびPCIバス搭載のintel chipset機(初代Xa/Xt/Xf/St15/St20を除く)とRCC/Server Works chipset機(RvII26/RsII26)とのことです.

2DDメディアをフォーマットする場合,format /u ではフォーマットの対象として2DDメディアが選択できず,2HDメディアとして強制的にフォーマットされてしまいます.しかしファイルスロットFDD用のfslot2ddを組み込むことにより,format /9 (/u) で2DDメディアとしてフォーマットすることが可能となります.またDOS7.0(Windows95)やDOS7.1(Windows98SE)でフォーマットする場合は,Density信号が接続されていれば,fslot2ddを組み込むことなしに,format /6 (/u) または format /9 (/u) で2DDメディアのフォーマットができます(Density信号が接続されたFD1158Dにセットされた2DDメディアはそのままDOS7.1でフォーマットできるとの情報はなおPさんよりいただきました).Density信号が接続されていなければ,トラック0が不良ですと表示されフォーマットできません.またWindows95/98上でフォーマットする場合も,Density信号が接続されていれば2DDメディア(640kB/720kB)が対象として選択できます.
 ※Naopy Hobby Land --> enter --> PC --> 我が青春の九拾八式 によれば,(青札V200に外付けされた)Density信号が接続されたFD1155Dではそのままでは(DOS7.1で)2DDメディアのフォーマットができないとのことですが,筆者は青札V200/Xs/Ap3/Ap2/FAの各機種に外付けされたFD1155D/FD1158D/FD1137D/FD1138Dののいずれでも,Dnsity信号が接続されていればfslot2ddなどを組み込むことなしにDOS7.0/DOS7.1で2DDメディアのフォーマットができることを確認しています.

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データの読み出しを行った後はそのデータが保存されていたフロッピーディスクはもはや不要といった場合には,きちんとした外付けFDDでなく,下のような簡易なケーブルを作成し,それにVFOありFDDを接続してもよいでしょう[もっとも,そのような場合には(PCの機種にもよりますが)VFOを無効にした上でFDDをPCに内蔵した方がより少ない手間で済むでしょうが(5インチFDD内部増設用ケーブルを参照)].このケーブルの結線は上に示したものと同じです.FDDの電源はPC内部の電源ケーブルから分岐するか,外付け機器から取ります.なおVFOありFDDの動作確認を行う機会が多い方も,このようなケーブルを作成しておくと便利でしょう.

この画像のケーブルはFD1155D/FD1157DおよびFD1137D/FD1138D/FD1158Dの動作確認用に作成したもので,FDD接続用コネクタとして34ピンのカードエッジコネクタとピンコネクタの両方を備えています.また外部50ピンメスコネクタがハーフピッチである自作の1MB FDD I/F(1MB FDD I/Fの製作を参照)に接続するために,PC側のコネクタがハーフピッチ50ピンオスコネクタ(外付けSCSI機器用のターミネータを加工)になっています.1本だけ別になっているケーブルは,内蔵FDDケーブルから分岐させたDensity信号ラインを接続するためのものです.