GOSOF

Gottlieb Soundboard on FPGA

HW 5.x / SW 7.98

Bedienungsanleitung

ralf@lisy.dev

v1.01 04.11.2026

Deutsche Fassung von GOSOF_HW5x_user_manual.html. Version française : GOSOF_HW5x_manuel_utilisateur.html. Die Kapitelnummern sind in allen drei Fassungen gleich.

Inhalt

• Wichtiger Hinweis
• 1. Einleitung
• 2. Platine
  • 2.1. LEDs
• 3. Einbau
  • 3.1. System 80 und System 1
• 4. DIP-Schalter
  • 4.1. S1: Soundboard-Optionen
  • 4.2. S2: Spielauswahl
  • 4.3. S3: Optionen
• 5. Testen
  • 5.1. Gosof-Testtaster
  • 5.2. Gottlieb-Testtaster
  • 5.3. Options-DIP 4: Testmodus
  • 5.4. Eingangstest S5
• 6. DFPlayer Mini
  • 6.1. Dateien auf der SD-Karte
• 7. FPGA programmieren
• 8. Spiel-ROMs
• Anhang A: Spielauswahl
• Anhang B: Eigene Slotdateien erstellen
  • B.1. Der Slot bestimmt das Soundboard
  • B.2. Aufbau der 4-KB-Datei
  • B.3. Beispiel

Wichtiger Hinweis

Mit GOSOF kann Ihr Flipper beschädigt werden. Da es sich um ein privates Projekt OHNE kommerzielles Interesse handelt, übernimmt der Autor keine Haftung für Schäden, die durch den Einsatz von GOSOF entstehen!

1. Einleitung

GOSOF ist ein reines Hobbyprojekt: ein Ersatz für die Soundboards von Gottlieb System 1 und System 80, aufgebaut um ein FPGA, das die originalen Sound-ROMs ausführt.

Version 5 unterscheidet sich in zwei Punkten von den früheren Platinen:

• Das FPGA sitzt auf einem gesteckten EP4CE6E22C8N-Core-Board. Es steckt kopfüber auf der GOSOF-Platine.
• Es gibt keine SD-Karte für die Spiel-ROMs. Sie liegen im Konfigurationsflash (EPCS4) des Core-Boards, neben dem FPGA-Programm. Die Micro-SD-Karte im DFPlayer Mini enthält nur Sprach- und Musikdateien.

2. Platine

2.1. LEDs

• D1 (Trigger): leuchtet, wenn ein Sound-Signal von der CPU anliegt. D1 blinkt, wenn der Slot im Flash leer ist, es also für das gewählte Spiel kein ROM gibt (siehe Kapitel 8).
• D2 (Sound): leuchtet während der Tonausgabe.

Die LED auf dem DFPlayer Mini leuchtet, solange Sprache oder Musik spielt. Die LEDs des Core-Boards sind nicht zu sehen, weil das Board kopfüber steckt.

3. Einbau

Die Gosof-Platine hat dieselben Stecker und dieselben Befestigungslöcher wie die originalen Gottlieb-Soundboards. Der Tausch ist in Sekunden erledigt.

Gosof passt für die Gottlieb-Versionen 'export' und 'non export'.

Hinweis: Wenn Sie eine Export-Soundkarte gegen Gosof tauschen und die 'Sprach'-Version wählen, müssen Sie das MPU-ROM tauschen! Spiele mit Export-Soundkarten haben ROMs, die nur 15 verschiedene Sounds abspielen können, das Sprach-Soundboard dagegen bis zu 31.

3.1. System 80 und System 1

Die Platine hat für jedes System einen Stecker, beschriftet mit System80 und System1.

• System 80: Die fünf Jumperplätze von K5 offen lassen.
• System 1: Alle fünf Jumperplätze von K5 schließen ('5x close for System1').

4. DIP-Schalter

4.1. S1: Soundboard-Optionen

Diese DIP-Bank hat dieselbe Funktion wie die DIP-Bank auf Ihrem originalen Soundboard. Sehen Sie dazu im Gottlieb-Handbuch nach.

Bei 'kleinen' Soundboards mit nur zwei DIP-Schaltern nehmen Sie die Schalter 1 und 2 der Bank (meist OFF). Bei 'großen' Soundboards gilt die ganze Bank. Meist müssen DIP 5 und 6 auf ON stehen (Sprache und Hintergrundsound an). DIP 7 und 8 werden nicht benutzt.

4.2. S2: Spielauswahl

Jedes Programm kann mehrere verschiedene Gottlieb-Soundkarten nachbilden. Mit dieser DIP-Bank wählen Sie, welches Spiel nachgebildet wird. Die vollständige Liste steht in Anhang A.

4.3. S3: Optionen

Mit DIP 1 stellen Sie den CPU-Takt und damit die Tonhöhe ein.

5. Testen

Gosof bietet mehrere Testmöglichkeiten.

5.1. Gosof-Testtaster

Ein Druck auf den 'Gosof'-Testtaster spielt alle möglichen 30 Sounds (15 bei 'kleinen' Soundboards) des eingestellten Spiels.

5.2. Gottlieb-Testtaster

Mit Options-DIP 3 ON wirkt der 'Gottlieb'-Testtaster wie der Testschalter des originalen Soundboards.

Mit Options-DIP 3 OFF spielt er die Versionsansage: "This is Gosof version 7.98 from lisy dot dev". Das geht auch ohne DFPlayer Mini.

5.3. Options-DIP 4: Testmodus

Mit Options-DIP 4 ON spricht der DFPlayer Mini die Nummer des angeforderten Sounds (das Signal von der CPU), statt den Sound zu spielen. Ein Druck auf den 'Gosof'-Testtaster sagt in diesem Modus die Zahlen von 1 bis 31.

5.4. Eingangstest S5

K2 verbindet die fünf Sound-Eingänge von der CPU mit dem Taster S5. Stecken Sie einen Jumper auf einen Platz von K2 und drücken Sie S5, um diesen Eingang ohne CPU-Platine zu aktivieren. D1 leuchtet, solange der Eingang aktiv ist.

6. DFPlayer Mini

Gosof nutzt für Töne aus Dateien ein kleines Modul, den DFPlayer Mini. Die Dateien liegen auf einer normalen Micro-SD-Karte im Player.

Den DFPlayer Mini brauchen Sie für:

• Sprache aus MP3-Dateien (Options-DIP 2 ON)
• Hintergrundmusik bei System-1- und MA-55-Spielen
• den Testmodus (Options-DIP 4 ON)

Gottlieb-Spiele mit Sprache sind: Mars, Volcano, Black Hole, Devil's Dare, Rocky, Striker, Q*Bert's Quest und Caveman. Das sind die MA-216-Spiele, für die die Votrax-Emulation (Options-DIP 2 OFF) die Sprache auch ohne DFPlayer Mini erzeugen kann.

6.1. Dateien auf der SD-Karte

Eine ZIP-Datei mit allen Sprachdateien gibt es auf lisy.dev. Entpacken Sie das ZIP-Archiv und kopieren Sie den Inhalt auf eine Micro-SD-Karte. Die Sprachordner sehen so aus:

10 - Mars
12 - Volcano
14 - Black Hole
18 - Devils Dare
20 - Rocky
23 - Striker
25 - Q*Bert's Quest
63 - Caveman
64 - Test (numbers)

7. FPGA programmieren

Der Konfigurationsflash auf dem Core-Board wird über den Stecker 'Programming' (K1) programmiert. Die aktuelle FPGA-Software liegt auf dem Repository-Server: https://lisy.dev/swrep/soundboards

Sie brauchen:

• einen USB-Blaster mit JTAG
• eine Stromversorgung für die Platine beim Programmieren, denn der USB-Blaster versorgt sie nicht
• die Software Quartus Programmer (v21.1 für Windows unter https://lisy.dev/swrep/FPGA/Quartus/)
• die Jumper VIOB und VIOC auf dem Core-Board auf 3,3 V

Programmieren Sie die Datei GOSOF80_HW5.x_v7.98.jic im JTAG-Modus. Schalten Sie danach die Versorgung aus und wieder ein.

Diese Datei enthält keine Spiel-ROMs, weil diese urheberrechtlich geschützt sind. Mit dieser Datei allein blinkt D1 und es kommt kein Ton. Fügen Sie die ROMs wie im nächsten Kapitel beschrieben hinzu.

Weitere Dokumentation auf der Webseite: https://lisy.dev/documentation-01.html

8. Spiel-ROMs

Die ROMs teilen sich den Konfigurationsflash mit dem FPGA-Programm. Sie programmieren deshalb eine .jic-Datei, die beides enthält. Der Flash hat 64 Slots zu je 4 KB, einen für jede Einstellung der DIP-Bank S2.

Das Skript add_roms_to_jic.ps1 kopiert Ihre ROMs in die veröffentlichte .jic und schreibt eine neue. Es läuft auf jedem Windows-PC mit der eingebauten Windows PowerShell. Sie brauchen weder Quartus noch den Quellcode, nur:

• die veröffentlichte .jic, z. B. GOSOF80_HW5.x_v7.98.jic
• add_roms_to_jic.ps1, das neben der .jic auf https://lisy.dev/swrep/soundboards liegt (und im Ordner scripts von https://github.com/bontango/Gosof80)
• Ihre eigene Kopie der Spiel-ROMs, entweder als Image einer GOSOF-HW-2.x-SD-Karte (z. B. Gosof_Image_v1.21.img) oder als eine 4-KB-Datei je Spiel, aufgebaut wie in Anhang B beschrieben

Legen Sie alles in einen Ordner, öffnen Sie dort eine Eingabeaufforderung und geben Sie einen dieser Befehle ein:

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File add_roms_to_jic.ps1 -Jic GOSOF80_HW5.x_v7.98.jic -Image Gosof_Image_v1.21.img
powershell -ExecutionPolicy Bypass -File add_roms_to_jic.ps1 -Jic GOSOF80_HW5.x_v7.98.jic -RomDir roms

• -Image übernimmt alle Spiele des SD-Karten-Images. Ihre Slots stehen in Anhang A.
• -RomDir übernimmt die Slotdateien im Ordner roms. Jeder Dateiname beginnt mit der Slotnummer, z. B. 00_mars.bin oder 24_pinkpanther.bin. Dateien mit anderen Namen werden ignoriert.
• Sie können beide Optionen angeben. Die Dateien aus -RomDir ersetzen dann die Spiele aus dem Image.

Das Skript schreibt GOSOF80_HW5.x_v7.98_roms.jic und zeigt für jedes Spiel Slot, Soundboard und Reset-Vektor an. Programmieren Sie diese Datei wie in Kapitel 7 beschrieben. Geben Sie sie nicht weiter, sie enthält die ROMs. Die veröffentlichte .jic bleibt unverändert.

Das Skript bricht mit ERROR ab, wenn die .jic beschädigt ist oder nicht zu HW 5.x passt. Es zeigt eine WARNING, wenn eine Datei nicht wie ein Programm für das Soundboard ihres Slots aussieht. Meist liegt die Datei dann im falschen Slot oder ist in der falschen Reihenfolge zusammengesetzt. Prüfen Sie sie anhand von Anhang B, bevor Sie die Platine programmieren.

So sehen Sie, welche Slots einer .jic ein Spiel enthalten:

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File add_roms_to_jic.ps1 -Jic GOSOF80_HW5.x_v7.98_roms.jic -List

Blinkt D1 nach dem Programmieren, gibt es für das mit S2 gewählte Spiel kein ROM.

Anhang A: Spielauswahl

S1 bis S6 in dieser Tabelle sind die Schalter 1 bis 6 der DIP-Bank S2 auf der Platine. on/off und die Spielnamen sind wie in der englischen Fassung belassen. Die Spiele sind die des GOSOF-SD-Images v1.21, in den Slots, in die add_roms_to_jic.ps1 -Image sie schreibt. Slot = der Slot im Flash, siehe Anhang B. Das Soundboard eines Spiels ergibt sich aus seinem Slot.

Anhang B: Eigene Slotdateien erstellen

Mit -RomDir nimmt add_roms_to_jic.ps1 je Spiel eine Datei von genau 4096 Byte. Der Dateiname beginnt mit der Slotnummer (00 bis 63), gefolgt von _, -, einem Leerzeichen oder einem Punkt. Dieser Anhang beschreibt, wie Sie eine solche Datei aus den Original-ROMs eines Soundboards bauen. Sie brauchen Ihre eigene Kopie der ROMs. Sie werden mit GOSOF nicht mitgeliefert.

B.1. Der Slot bestimmt das Soundboard

Der Slot ist die Einstellung der DIP-Bank S2: Zählen Sie 1 für S1 ON, 2 für S2 ON, 4 für S3 ON, 8 für S4 ON, 16 für S5 ON und 32 für S6 ON. Der Slot legt auch fest, welches Soundboard GOSOF nachbildet. Davon hängen Adressdekodierung, Interrupts und Eingänge ab, deshalb läuft ein Spiel nur in einem Slot seines eigenen Soundboard-Typs:

Innerhalb seines Bereichs kann ein Spiel in jeden Slot, mit diesen Ausnahmen:

• Slots 0 bis 7 (MA-216): Die Sprache vom DFPlayer Mini (Options-DIP 2 ON) hängt am Slot: Sprachordner, welche Sounds Sprache sind, und die Attract-Sprache gehören in dieser Reihenfolge zu Mars, Volcano, Black Hole, Devil's Dare, Rocky, Striker, Q*Bert's Quest und Caveman (siehe Kapitel 6.1). Lassen Sie diese Spiele in ihren Slots. Legen Sie ein anderes MA-216-Spiel in einen dieser Slots, nehmen Sie die Votrax-Emulation (Options-DIP 2 OFF).
• Slot 24 (MA-55): reserviert für Pink Panther. GOSOF behandelt einen seiner Sounds gesondert. Legen Sie dort kein anderes Spiel ab.

Eine Datei in einem Slot des falschen Typs startet nicht; das Skript zeigt dann eine WARNING.

B.2. Aufbau der 4-KB-Datei

Das FPGA hat zwei ROMs zu 2 KB. Die ersten 2 KB der Slotdatei kommen in ROM 1, die zweiten 2 KB in ROM 2. Was darin stehen muss, hängt vom Soundboard ab. Als „unbenutzt“ markierte Bereiche werden nie gelesen; füllen Sie sie mit FF.

MA-216 und MA-309 (zwei ROMs zu 2 KB, PinMAME-Namen xxx-s1.snd und xxx-s2.snd):

MA-55 und System 1 (ein Spiel-ROM mit 1 KB, dazu das 1-KB-ROM im 6530-RRIOT des Soundboards):

Das 6530-ROM enthält den Programmstart, es muss also das des richtigen Systems sein.

MA-490 (ein ROM mit 2 KB, z. B. 685-s.snd):

B.3. Beispiel

Legen Sie in einer Eingabeaufforderung im Ordner mit den ROM-Dateien zuerst zwei Fülldateien mit 1 KB und 2 KB FF an:

powershell -Command "[IO.File]::WriteAllBytes('ff1k', [byte[]](,0xFF * 1024))"
powershell -Command "[IO.File]::WriteAllBytes('ff2k', [byte[]](,0xFF * 2048))"
mkdir roms

Dann setzen Sie die Dateien mit copy /b zusammen. Die Reihenfolge der Teile ist die der Tabellen oben:

copy /b 666-s1.snd + 666-s2.snd roms\00_mars.bin
copy /b 669-s1.snd + 669-s2.snd roms\08_hauntedhouse.bin
copy /b 652.snd + ff1k + 6530sy80.bin + ff1k roms\16_panthera.bin
copy /b 685-s.snd + ff2k roms\32_rackemup.bin
copy /b 429.snd + ff1k + 6530sys1.bin + ff1k roms\48_totem.bin

Jede Datei in roms muss genau 4096 Byte haben. Fügen Sie sie dann wie in Kapitel 8 beschrieben in die .jic ein. Für jedes Spiel zeigt das Skript, wohin der Reset-Vektor des 6502 zeigt. Findet es keinen Programmstart, gibt es eine Warnung aus (die Ausgabe des Skripts ist englisch), zum Beispiel:

slot 40  MA-490    reset 2902  40_hauntedhouse.bin
          WARNING: no program start found for a MA-490 (reset vector 2902) - wrong slot, or file put together wrongly? See appendix B.

Diese Prüfung erkennt einen falschen Slot-Typ und Teile in falscher Reihenfolge. Ob die Datei zu dem gemeinten Spiel gehört, kann sie nicht erkennen. Stellen Sie S2 deshalb nach der Slotnummer im Dateinamen ein.