SternFA

MPU Stern / Bally à base de FPGA

Version matérielle 2.0

Version logicielle 5.30

manuel d'utilisation

ralf@lisy.dev

v1.3 23.10.2026

Version française de SternFA_user_manual.html. Deutsche Fassung: SternFA_Bedienungsanleitung.html. La numérotation des chapitres est la même dans les trois versions.

Ce manuel décrit la version matérielle 2.0 (cartes v2.00 à v2.02) avec le logiciel 5.30. Pour les cartes plus anciennes (HW 1.0 et HW 1.1), il existe un manuel séparé, SternFA_HW1_x_manuel_utilisateur.html (logiciel x.30, il remplace le manuel v1.04). Ce qui a changé entre les deux générations de cartes est listé au chapitre 12.

Table des matières

• Remarque importante
• 1. Introduction
• 2. Démarrage rapide
• 3. Installation
  • 3.1. Ce que SternFA remplace et ce qu'il ne remplace pas
  • 3.2. Ce qui se trouve sur la carte
• 4. Réglage des interrupteurs DIP
  • 4.1. Banc DIP S1 : choix du jeu
  • 4.2. Banc DIP S2 : options
    • 4.2.1. S2-Dip1 -> émulateur de zero cross
    • 4.2.2. S2-Dip2 -> sauvegarde du nvram dans la FRAM
    • 4.2.3. S2-Dip3 -> forcer un jeu Bally
    • 4.2.4. S2-Dip4 -> autoriser la prise de contrôle par FA-Control
    • 4.2.5. S2-Dip5 -> anti-scintillement pour les jeux à LED
    • 4.2.6. S2-Dip6 -> initialisation du nvram
  • 4.3. Les 14 interrupteurs DIP ne sont lus qu'une fois, au démarrage
• 5. Séquence de démarrage
  • 5.1. Phase 0 : lecture des interrupteurs DIP
  • 5.2. Phase 1 : l'affichage d'informations
  • 5.3. Phase 2 : lecture de la carte SD
  • 5.4. Phase 3 : exécution du programme
• 6. Boutons et LED de la carte
  • 6.1. Les trois LED d'état
  • 6.2. Les boutons
• 7. La carte SD
• 8. Crédits et meilleurs scores
• 9. L'interface FA-Control (ESP32-C3)
  • 9.1. L'autorisation : DIP d'option 4
  • 9.2. Ce qui se passe pendant la prise de contrôle
  • 9.3. Comment le contrôle est rendu
  • 9.4. Ce que l'interface web apprend de la carte
  • 9.5. Raccordement
  • 9.6. Le bouton ESP32 S8 et le banc DIP S9
  • 9.7. ROM de jeu depuis FA-Control au lieu de la carte SD
• 10. Programmer le FPGA
• 11. Variantes de carte
• 12. Les nouveautés du matériel 2.0
• 13. Pas encore implémenté, et limites connues
• Annexe A choix du jeu
• Annexe B aide-mémoire

Remarque importante

L'utilisation de SternFA peut endommager votre flipper. Comme il s'agit d'un projet privé SANS intérêt commercial, l'auteur décline toute responsabilité pour les dommages qui pourraient résulter de l'utilisation de SternFA !

1. Introduction

SternFA utilise un FPGA (bon marché) qui émule le matériel d'une MPU Stern. Il reconstruit le processeur MC6800, les deux PIA 6821, la RAM de travail 6810, la RAM CMOS 5101 et les quatre ROM de jeu, et il pilote les connecteurs d'origine du flipper pour les afficheurs, les lampes, les interrupteurs et les bobines.

Comme la même famille de MPU équipe les flippers Bally, SternFA fait tourner les jeux Stern MPU-100, Stern MPU-200 et Bally -17/-35 - l'image de carte SD contient 238 numéros de jeu, voir l'annexe A. Le jeu exécuté se choisit avec les huit interrupteurs du banc DIP S1.

SternFA est un projet 100 % amateur. Cela rend la solution bon marché : selon l'endroit où vous achetez les composants, vous pouvez construire votre MPU Stern de remplacement pour moins de 80.

De quoi avez-vous besoin ?

• Des notions de base en soudure (la plupart des fournisseurs livrent les composants CMS déjà montés)
• La possibilité de lire et d'écrire des cartes micro SD
• Un PC avec un port USB et un USB Blaster pour programmer le FPGA

Trois choses sont bonnes à savoir avant de commencer :

• Tous les interrupteurs DIP ne sont lus qu'une fois, au démarrage. En changer un pendant que le jeu tourne n'a aucun effet - et sur le matériel 2.0, ce n'est pas une convention mais un fait physique, voir le chapitre 4.3.
• La carte a besoin de sa carte SD - sauf si la ROM du jeu se trouve sur le module ESP32 (chapitre 9.7) ou dans la flash de configuration (à partir de 5.30, chapitre 5.3). Les ROM de jeu sont rechargées à chaque mise sous tension : depuis le module s'il contient le jeu choisi, sinon depuis la carte SD, et sans carte depuis la flash. Si le jeu ne se trouve à aucun de ces trois endroits, il n'y a pas de jeu.
• Sur cette carte, la version affichée au démarrage commence par un 5. Ce chiffre identifie la variante de carte - voir le chapitre 11. S'il n'indique pas 5, le FPGA contient le mauvais programme.

2. Démarrage rapide

1. Téléchargez la dernière image de carte SD et le programme FPGA pour le matériel 2.0 sur lisy.dev (chapitre 10)
2. Écrivez l'image sur une carte micro SD et insérez la carte dans la platine
3. Programmez le FPGA - prenez la version 5.xx
4. Réglez le banc DIP S1 « choix du jeu » selon votre flipper (annexe A)
5. Laissez pour commencer tout le banc DIP S2 « options » sur OFF
6. Remplacez votre MPU Stern/Bally d'origine par SternFA
7. Allumez le flipper
8. Observez l'affichage d'informations pendant les premières secondes et vérifiez que la version et le numéro de jeu sont ceux attendus (chapitre 5.2)
9. Amusez-vous

3. Installation

Les cartes SternFA ont les mêmes connecteurs et les mêmes trous de fixation que les MPU Bally/Stern d'origine ; le remplacement se fait donc en quelques secondes. Éteignez le flipper, retirez la MPU d'origine, mettez SternFA en place, c'est fini.

3.1. Ce que SternFA remplace et ce qu'il ne remplace pas

Remplacé : la carte MPU - processeur, RAM, ROM, les deux PIA et la logique d'interface qui les entoure.

Toujours nécessaire : tout ce qui est en dehors de la MPU. SternFA pilote les connecteurs d'origine et attend derrière eux les cartes d'origine :

• la carte de pilotage des lampes (AS-2518-23 ou équivalent) avec ses décodeurs d'adresse,
• la carte de pilotage des bobines,
• la ou les cartes d'affichage,
• le redresseur / l'alimentation, qui fournit aussi le signal zero cross,
• pour les jeux MPU-200, la carte son Stern SB-300 sur le connecteur J5.

SternFA ne reconstruit aucune de ces cartes. Il se comporte envers elles exactement comme la MPU d'origine.

3.2. Ce qui se trouve sur la carte

4. Réglage des interrupteurs DIP

4.1. Banc DIP S1 : choix du jeu

Ici, vous choisissez le jeu que SternFA doit exécuter. Cela dépend des ROM présentes sur la carte SD ; l'annexe A liste le contenu de l'image actuelle.

La position des interrupteurs est simplement le numéro du jeu en binaire, S1 étant le bit de poids faible :

ON = la valeur est ajoutée. Le jeu 101 (MATAHARI) correspond donc à 1 + 4 + 32 + 64 = S1, S3, S6 et S7 sur ON, tout le reste sur OFF. L'annexe A détaille cela pour chaque jeu.

Les numéros de jeu 0 à 63 sont des jeux Stern MPU-200 et tournent avec l'horloge processeur la plus élevée. À partir de 64, SternFA utilise l'horloge Bally / MPU-100. Cela se déduit uniquement du numéro de jeu (interrupteurs S7 et S8), c'est pourquoi le DIP d'option 3 existe - voir 4.2.3.

4.2. Banc DIP S2 : options

Le réglage par défaut est tout sur OFF.

4.2.1. S2-Dip1 -> émulateur de zero cross

Une MPU Bally/Stern a besoin d'un signal « zero cross » (passage par zéro) pour fonctionner correctement ; ce signal provient de l'alimentation 12 volts. Sa présence est vérifiée au démarrage.

Avec Dip1 sur ON, SternFA génère lui-même le signal (100 Hz, soit un secteur à 50 Hz) ; pour des essais sur l'établi, une alimentation 5 volts suffit alors. Avec un zero cross émulé, la temporisation est différente - à utiliser sur l'établi, pas dans le flipper.

4.2.2. S2-Dip2 -> sauvegarde du nvram dans la FRAM

SternFA enregistre le contenu du nvram (meilleurs scores et réglages étendus) dans une puce FRAM. Pour les essais sur l'établi, Dip2 peut être mis brièvement sur ON ; SternFA sauvegarde alors en continu le contenu actuel du nvram.

En jeu normal, le contenu du nvram est de toute façon sauvegardé automatiquement - déclenché par l'interrupteur de test, le relais de fin de partie (game over) et le bouton de crédit.

4.2.3. S2-Dip3 -> forcer un jeu Bally

Avec SternFA, vous pouvez aussi faire tourner tous les jeux qui tournent sur BallyFA, en utilisant l'image SD de ROM de BallyFA. Mettez alors cette option sur ON - sinon tous les jeux dont le numéro est inférieur à 64 tourneraient avec l'horloge processeur MPU-200, plus élevée.

L'image SD Stern fournie contient les jeux Stern et Bally avec la bonne numérotation ; avec cette image, vous n'avez pas besoin de cette option.

Dip4 et Dip5 ont échangé leurs places dans le logiciel 5.06. L'anti-scintillement était sur Dip4 et se trouve maintenant sur Dip5 ; Dip4 est l'autorisation FA-Control, le même interrupteur que sur AtariFA. Si vous passez d'une version plus ancienne en utilisant l'anti-scintillement, déplacez cet interrupteur de 4 à 5.

4.2.4. S2-Dip4 -> autoriser la prise de contrôle par FA-Control

Nouveau avec le matériel 2.0. Sur les cartes plus anciennes, cet interrupteur n'a pas de fonction.

ON autorise un module ESP32-C3 enfiché dans le support X7 à prendre le contrôle du flipper pour des tests - voir le chapitre 9. Avec l'interrupteur sur OFF, le module peut seulement lire ; il ne peut jamais piloter les lampes, les bobines ou les afficheurs.

Si aucun module ESP32 n'est dans le support, laissez-le sur OFF. Cela ne change rien dans un cas comme dans l'autre, mais OFF est le réglage qui ne peut pas vous surprendre.

4.2.5. S2-Dip5 -> anti-scintillement pour les jeux à LED

Avec Dip5 sur ON, SternFA modifie la temporisation du signal zero cross. Les jeux Bally sont connus pour faire scintiller les ampoules de remplacement à LED ; en général, chaque LED a besoin d'une résistance en parallèle pour y remédier. Avec cette option, les LED ne scintillent plus, même sans ces résistances.

4.2.6. S2-Dip6 -> initialisation du nvram

Avec Dip6 sur ON, SternFA remet à zéro le nvram du jeu choisi au démarrage. C'est utile si vous voulez effacer tout le contenu de la RAM, par exemple après avoir chargé un autre jeu au même emplacement.

Remettez-le ensuite sur OFF et éteignez puis rallumez - sinon le flipper efface ses réglages à chaque démarrage.

4.3. Les 14 interrupteurs DIP ne sont lus qu'une fois, au démarrage

Les deux bancs - les huit de S1 et les six de S2 - sont lus une fois, dans les premiers instants après la mise sous tension, et les valeurs sont ensuite conservées jusqu'au reset suivant. Tourner un interrupteur pendant que le flipper fonctionne ne fait rien.

Sur le matériel 2.0, il y a une raison matérielle à cela. Les deux bancs DIP et l'ESP32-C3 partagent les deux mêmes lignes de signal vers le FPGA, via deux multiplexeurs (U1 et U2). Au démarrage, les multiplexeurs sont commutés sur les bancs DIP ; dès que les interrupteurs ont été lus, ils basculent sur l'ESP32 et y restent. Après le démarrage, le FPGA n'est physiquement plus relié aux interrupteurs DIP.

Conséquence pratique : après avoir changé un interrupteur, éteignez puis rallumez, ou appuyez sur le bouton de reset SW2 de la carte FPGA.

Cela signifie aussi que l'autorisation FA-Control de 4.2.4 ne peut pas être retirée pendant une prise de contrôle - voir le chapitre 9.3.

5. Séquence de démarrage

5.1. Phase 0 : lecture des interrupteurs DIP

Juste après la mise sous tension - ou après un appui sur SW2 - SternFA lit les deux bancs DIP. Cela prend quelques microsecondes et vous ne le verrez pas. Les bobines et les afficheurs sont maintenus coupés pendant ce temps.

5.2. Phase 1 : l'affichage d'informations

Le FPGA écrit ensuite l'affichage d'informations sur les afficheurs de votre flipper, avant que le moindre code de jeu ne s'exécute. Il reste visible pendant les premiers clignotements de la LED verte :

Vérifiez les joueurs 1 et 2 à chaque premier démarrage. Ils indiquent si le bon programme est dans le FPGA et si les interrupteurs de choix du jeu sont réglés comme vous le pensiez.

5.3. Phase 2 : lecture de la carte SD

Matériel 2.0 uniquement : SternFA demande d'abord au module ESP32 s'il possède une ROM pour le jeu choisi (chapitre 9.7). Si c'est le cas, la carte SD n'est pas lue du tout et l'afficheur d'état montre 3. Sans module, sans ROM sur le module ou sans réponse, le démarrage continue comme décrit ci-dessous ; sans module enfiché, il dure jusqu'à 3 secondes de plus.

SternFA lit la ROM du jeu choisi sur la carte SD. En cas d'échec, la LED rouge « SD card error » clignote d'abord un code puis reste allumée, et un chiffre d'erreur apparaît sur l'afficheur d'état :

Si la lecture réussit, la LED rouge reste éteinte et aucun chiffre d'erreur n'apparaît.

À partir de x.30 : des jeux sans carte SD. Quand aucune carte SD ne répond, SternFA charge le jeu depuis la flash de configuration (EPCS16) de la carte FPGA, sous le même numéro de jeu que sur la carte. Pour des raisons de droits d'auteur, le fichier publié normal SternFA_<version>.jic ne contient aucun jeu ; sans carte, le démarrage se termine alors par le chiffre 8, et la LED rouge clignote huit fois rapidement, puis fait une pause. Les jeux arrivent dans la flash avec un SternFA_<version>_roms.jic construit localement (le bitstream plus tous les jeux de la carte SD v098). Une carte avec une erreur de CRC (chiffre 2) n'est pas remplacée par la flash, l'erreur reste une erreur.

Sur le matériel 2.0, l'ordre est donc module ESP32 → carte SD → flash. Le logiciel 5.30 a besoin pour cela du brochage de la carte v2.02. Une v2.00 ou v2.01 peut être modifiée avec deux coupures et un fil (chapitre 13) ; non modifiée, elle perd avec 5.30 la liaison avec le module ESP32 et reste donc en 5.06.

5.4. Phase 3 : exécution du programme

Le contenu du nvram du jeu choisi est copié de la FRAM vers la RAM CMOS, et le code du jeu venant de la carte SD démarre. C'est la séquence de démarrage Bally/Stern normale : la LED verte « Bally » clignote quelques fois, et quand le code tourne et que les interruptions arrivent régulièrement, la LED verte s'allume et reste allumée.

À partir de là, le flipper se comporte comme avec l'original.

6. Boutons et LED de la carte

6.1. Les trois LED d'état

Les LED de la carte SternFA sont câblées en parallèle avec les LED de la carte FPGA ; vous pouvez donc les lire sur l'une ou l'autre.

Pendant que FA-Control a pris le contrôle du flipper (chapitre 9), la LED verte est allumée en permanence - le CPU est alors arrêté, elle ne peut donc rien signifier d'autre.

6.2. Les boutons

7. La carte SD

Les ROM de jeu se trouvent sur la carte SD, et SternFA les lit à chaque mise sous tension. La carte est lue en mode brut - elle n'a pas de système de fichiers. Écrivez l'image téléchargée sur la carte avec un outil de copie brute (par exemple Win32DiskImager, balenaEtcher ou dd) ; copier simplement un fichier sur une carte formatée ne fonctionne pas.

Chaque jeu occupe un bloc de 64 Ko sur la carte, et les blocs sont rangés dans l'ordre des numéros de jeu de l'annexe A. Le FPGA calcule la position uniquement à partir des interrupteurs S1 ; c'est pourquoi le numéro de jeu et la version de l'image doivent correspondre - les numéros de jeu de l'annexe A sont ceux de l'image v0.98.

L'image contient aussi une somme de contrôle par bloc de jeu. C'est à elle que se rapporte le code d'erreur 2 de 5.3 ; elle détecte un téléchargement endommagé ou une carte défaillante avant que le jeu ne commence à se comporter bizarrement.

N'importe quelle carte micro SD ordinaire convient. La taille n'a pas d'importance - l'image est petite - mais une carte en service depuis des années est exactement le genre de pièce qui commence à produire l'erreur 2.

8. Crédits et meilleurs scores

La MPU d'origine maintient sa RAM CMOS en vie avec des piles, ce qui finit par détruire tant de ces cartes. SternFA n'a pas de pile. À la place, il copie le contenu du nvram dans la puce FRAM de la carte et le relit au démarrage suivant.

Vous n'avez rien à faire pour cela. La sauvegarde est déclenchée automatiquement par l'interrupteur de test, le relais de fin de partie et le bouton de crédit - les mêmes événements auxquels la carte d'origine se serait stabilisée. L'option Dip2 (4.2.2) force une sauvegarde continue pour les essais sur l'établi, et l'option Dip6 (4.2.6) efface le contenu.

La FRAM n'a pas besoin de pile, n'a pas de limite de cycles d'écriture dont il faille se soucier, et ne fuit pas.

9. L'interface FA-Control (ESP32-C3)

Nouveau avec le matériel 2.0. La carte a un support - X7 - prévu pour un ESP32-C3 Super Mini. Il fait tourner FA-Control, un petit firmware qui ouvre un réseau WLAN et propose une interface de test dans votre navigateur : allumer chaque lampe individuellement, envoyer une impulsion à chaque bobine, voir tous les interrupteurs en direct, écrire des chiffres sur les afficheurs.

C'est un outil pour l'établi et le dépannage, pas un accessoire pour le jeu normal. Si vous ne branchez rien dans X7, vous ne remarquerez jamais cette interface - la carte se comporte exactement comme sans.

Cette fonction a été essayée sur l'établi, mais pas encore dans un vrai flipper. Elle est nouvelle dans le logiciel 5.04 ; avec 5.06, la connexion, le rapport de la carte, la restitution du contrôle et le chien de garde ont fonctionné sur l'établi. Considérez la première prise de contrôle dans un flipper comme une expérience, avec un flipper que vous pouvez vous permettre d'éteindre. Le chapitre 13 liste ce qu'il faut regarder en premier.

9.1. L'autorisation : DIP d'option 4

Un outil de test ne doit pas pouvoir intervenir sans y être invité dans une partie en cours. Deux conditions doivent donc être réunies :

1. Le module ESP32 le demande activement (« je voudrais prendre la main »).
2. Le DIP d'option 4 est sur ON.

Avec l'option 4 sur OFF, l'interface web refuse la prise de contrôle avec le message « DIP 4 », et le jeu continue sans être dérangé. La lecture reste autorisée : vous pouvez suivre l'état des interrupteurs pendant une partie sans rien céder.

Jusqu'à la première version 5.06, l'autorisation était sur le DIP d'option 5, et le message nommait le mauvais interrupteur. Depuis 5.06, c'est le DIP 4, comme sur AtariFA, et le message est correct.

9.2. Ce qui se passe pendant la prise de contrôle

Le jeu est arrêté. Le processeur est maintenu en reset, et les lampes, les bobines et les afficheurs viennent désormais de l'interface web. Il faut que ce soit ainsi : si le jeu continuait à tourner, il écraserait en quelques millisecondes chaque lampe réglée à la main.

La LED verte « Bally » est allumée en permanence pendant ce temps.

Le jeu redémarre ensuite depuis le début. Il ne peut pas être mis en pause puis repris. Une partie en cours est perdue ; ne prenez donc le contrôle qu'en mode attraction ou sur l'établi.

9.3. Comment le contrôle est rendu

• Dans l'interface web, appuyez sur « hand back control » (rendre le contrôle).
• Ne faites rien. Si le module reste silencieux pendant deux secondes, SternFA reprend la main de lui-même. C'est le filet de sécurité pour un module qui se bloque, redémarre ou perd le contact - le flipper ne reste pas coincé dans la prise de contrôle, il redevient un flipper ordinaire.
• Éteignez puis rallumez le flipper, ou appuyez sur SW2.

Sur SternFA, le DIP d'option n'est pas un arrêt d'urgence. Contrairement à AtariFA, où l'option 4 est lue en continu, le DIP 4 est ici la valeur mémorisée au démarrage - après le démarrage, les lignes DIP sont physiquement basculées vers l'ESP32 (chapitre 4.3). Mettre le DIP 4 sur OFF pendant une prise de contrôle ne fait rien jusqu'au reset suivant. Retirer le module, passer par l'interface web ou faire un reset sont les moyens d'en sortir.

9.4. Ce que l'interface web apprend de la carte

À la connexion, FA-Control demande à la carte de quoi elle est faite et se configure seul - il n'y a rien à saisir. SternFA répond :

La numérotation suit le matériel Bally/Stern et c'est la même que celle de LISY :

• Lampes 0 à 59 de la carte de lampes principale (AS-2518-23). Le numéro est adresse + 15 x ligne de données, c'est-à-dire : les lampes 0-14 forment le premier groupe, 15-29 le deuxième, 30-44 le troisième et 45-59 le quatrième.
• Bobines 1 à 19. 1 à 15 sont les bobines à impulsion, exactement les numéros qu'utilise l'autotest du jeu. 16 à 19 sont les quatre sorties continues, dont le blocage des pièces (coin lockout) et la validation des flippers.
• Interrupteurs 0 à 39, strobe x 8 + retour. Strobe 1 retour 1 est l'interrupteur 0.

Le son est annoncé comme 0 et les boutons de son restent vides. La carte son Stern SB-300 est reliée au bus du processeur, et pendant une prise de contrôle le processeur est arrêté - la piloter voudrait dire simuler des cycles de bus. Ce n'est pas implémenté ; les commandes de son sont acceptées et ne font rien.

9.5. Raccordement

Le module ESP32 s'enfiche simplement dans X7 ; il n'y a rien à souder. La carte l'alimente - aucun câble USB n'est nécessaire en fonctionnement normal. On n'en branche un que pour charger le firmware FA-Control ou lire le journal de démarrage. Pour la configuration WLAN initiale, FA-Control ouvre son propre point d'accès au premier démarrage ; voir la documentation de FA-Control.

Trois signaux circulent entre le module et le FPGA : les deux lignes série et une ligne par laquelle le module demande le contrôle. Les trois sont déjà sur la carte, il n'y a rien à câbler.

9.6. Le bouton ESP32 S8 et le banc DIP S9

Ces deux éléments appartiennent au module ESP32, pas au FPGA. Le FPGA ne les voit pas et ne s'en préoccupe pas, et ils n'ont aucun effet si le support est vide.

La signification exacte peut changer avec la version du firmware FA-Control - la référence est la documentation de FA-Control, pas ce manuel.

9.7. ROM de jeu depuis FA-Control au lieu de la carte SD

À partir du logiciel 5.0.6, le module ESP32 peut contenir des ROM de jeu, et SternFA démarre alors sans carte SD. Elles se gèrent dans le menu 08 GAME ROMS de l'interface web (FA-Control 1.21 ou plus récent) :

• Envoi : appareil SternFA, le numéro de jeu (celui réglé sur les DIP de choix du jeu et affiché au démarrage) et l'image du jeu qui va aussi sur la carte SD : exactement 65 536 octets par jeu, avec sa somme de contrôle à la fin. Une image avec une mauvaise somme de contrôle est refusée.
• Chargement depuis lisy.dev : les images se trouvent dans swrep/misc/FA_Control/roms/SternFA/, nommées nnn.bin ou nnn_Titre.bin, nnn étant le numéro de jeu à trois chiffres, par ex. 012_Stars.bin. Sur le module, le jeu est ensuite conservé sous SternFA/012.

À la mise sous tension :

1. SternFA lit les interrupteurs DIP (phase 1).
2. Juste après, il demande au module le jeu choisi, en répétant la question pendant 3 secondes au plus.
3. Si la ROM est présente, elle est transférée (moins d'une seconde) et vérifiée. L'afficheur d'état montre 3, la carte SD n'est pas touchée.
4. Si elle n'est pas présente, le module répond « non » immédiatement et SternFA lit la carte SD comme d'habitude. Il en va de même si aucune réponse n'arrive ou si le transfert était défectueux.

À garder en tête :

• Le module doit être éveillé à la mise sous tension (S9-DIP1 sur ON). En veille profonde, il ne répond pas, et SternFA prend la carte SD au bout de 3 secondes.
• Le DIP d'option 4 ne joue aucun rôle ici. Il n'autorise que la prise de contrôle (9.1) ; le chargement du jeu par le module fonctionne sans lui.
• Le nvram reste dans la FRAM de la carte, exactement comme avec un démarrage sur carte SD. Les crédits et les meilleurs scores appartiennent au numéro de jeu, pas à l'origine de la ROM.
• Le module a besoin pour cela d'une zone de stockage à lui, que seule une installation complète de FA-Control par USB crée. Sans elle, il n'y a pas de tuile 08 et le module répond « non » immédiatement. Environ 60 jeux y tiennent.
• La dernière demande reçue et la réponse du module sont affichées en haut du menu 08 sous LAST BOOT REQUEST - une ROM manquante peut y être récupérée directement depuis lisy.dev.
• Depuis 5.0.6, l'interface web connaît le numéro de jeu complet. Auparavant, SternFA n'annonçait que le chiffre des unités, si bien que les fichiers de noms des jeux 5, 15 et 105 se confondaient. Ils sont maintenant nommés comme les ROM : SternFA/012.cfg.

10. Programmer le FPGA

Tout ce qu'il faut pour mettre le logiciel sur la carte est décrit sur mon site, et c'est tenu à jour là-bas :

https://lisy.dev/documentation-01.html

Vous y trouverez le logiciel de programmation nécessaire, l'installation du pilote USB Blaster et la programmation du FPGA.

Le programme FPGA lui-même et l'image de carte SD se trouvent dans le dépôt logiciel SternFA :

https://lisy.dev/swrep/SternFA

Veillez à prendre la version de votre carte - voir le chapitre 11. Pour le matériel 2.0, c'est le fichier dont le nom commence par SternFA_5, par exemple SternFA_530.jic. Une carte v2.00/v2.01 qui n'a pas été modifiée comme décrit au chapitre 13 reste en SternFA_506.jic.

Le FPGA de cette carte est configuré depuis une mémoire de configuration série, le programme reste donc en place après une coupure de courant. On le programme une fois, pas à chaque démarrage.

11. Variantes de carte

Le même design fonctionne sur plusieurs cartes, et le programme FPGA n'est pas interchangeable entre elles - le brochage diffère, et un mauvais programme n'affichera au mieux rien et pilotera au pire les mauvaises broches.

Dans la série 5 : à partir de 5.30, uniquement la carte v2.02 ou une v2.00/v2.01 modifiée (chapitre 13).

L'affichage d'informations indique quel programme tourne : le premier des trois chiffres de version sur l'afficheur du joueur 1 est le numéro de carte. Si vous avez chargé le mauvais, les afficheurs resteront très probablement éteints ou montreront n'importe quoi - vérifiez d'abord ce chiffre.

12. Les nouveautés du matériel 2.0

Si vous connaissez les cartes plus anciennes, voici la liste courte :

• Une autre carte FPGA. Le matériel 2.0 utilise la carte Cyclone IV dev_open. La puce FPGA est la même EP4CE6E22 que sur la carte Cyclone IV v1.1, mais le brochage est complètement différent - d'où la nouvelle série de versions 5.xx.
• Le reset et le deuxième bouton sont passés sur la carte FPGA. Ce qui était S8 et S9 sur la carte SternFA est maintenant SW2 et SW3 sur la carte FPGA.
• Un support pour un ESP32-C3 (X7) avec son propre bouton de test S8 et un banc DIP S9 à 4 positions, plus les deux multiplexeurs U1 et U2 qui cèdent les deux lignes de retour DIP au module après le démarrage. C'est ce qui rend le chapitre 9 possible - et ce qui fait du chapitre 4.3 un fait physique plutôt qu'une convention.
• Le DIP d'option 4 est l'autorisation FA-Control, et l'anti-scintillement est passé sur le DIP 5 (à partir de 5.06, sur toutes les cartes). Jusqu'à 5.05, c'était l'inverse.
• Les ROM de jeu peuvent venir de l'ESP32 (à partir de 5.0.6, chapitre 9.7) ; la carte SD n'est donc plus obligatoire.
• Deux résistances de pull-up manquent sur les lignes de retour DIP de la carte v2.00 et doivent être ajoutées à la main (chapitre 13). À partir de la v2.01, elles sont montées.
• À partir de la carte v2.02, ESP32_RX et SB_IRQ/ ont échangé leurs broches FPGA. Le logiciel 5.30 en a besoin pour les jeux depuis la flash de configuration. Une v2.00/v2.01 peut être modifiée (chapitre 13).
• L'entrée SB_IRQ inutilisée est toujours routée sur la carte mais n'est pas exploitée, comme avant.

Tout ce qui comptait pour le joueur est inchangé : mêmes connecteurs, mêmes trous de fixation, même liste de jeux, même image de carte SD, mêmes options 1 à 3 et 6 - l'option 4 (anti-scintillement) se trouve maintenant sur le DIP 5.

13. Pas encore implémenté, et limites connues

• La carte v2.00 a besoin de deux résistances de pull-up supplémentaires. Les lignes de retour des deux bancs DIP (GS_Dips et Opt_Dips) n'ont pas de pull-up sur cette carte : en v1.x, le pull-up interne du FPGA faisait le travail, mais en v2.0 les multiplexeurs U1/U2 se trouvent entre les bancs DIP et le FPGA, et le pull-up interne se retrouve du mauvais côté. Sans les deux résistances, la carte ne lit aucun interrupteur DIP - l'affichage d'informations montre le jeu 255 et le démarrage s'arrête sur une erreur de carte SD. Montez une résistance de 10 kOhm de chacune des deux lignes vers +3V (3,3 V). À partir de la carte v2.01, elles font partie du montage.

• Les cartes v2.00 et v2.01 ont besoin d'une modification pour le logiciel 5.30. À partir de 5.30, le FPGA utilise après le démarrage quatre broches de la flash de configuration, pour y charger des jeux (5.3). Juste à côté de la broche d'horloge de la flash, il ne doit alors y avoir aucune sortie - et c'est justement là, sur la broche PIN_11 du FPGA, que se trouvait la ligne d'émission vers le module ESP32. À partir de la carte v2.02, elle échange donc sa place avec la ligne SB_IRQ/ inutilisée. Sur une v2.00/v2.01 :

  1. couper la liaison PIN_11 du FPGA ↔︎ ESP32_RX
  2. couper la liaison PIN_119 du FPGA ↔︎ SB_IRQ/
  3. ajouter un fil de PIN_119 du FPGA vers ESP32_RX (support X7, GPIO6 du module)
  4. en option, ajouter un fil de SB_IRQ/ vers PIN_11 du FPGA (le logiciel ne le lit pas pour l'instant)

  La modification a été essayée sur une v2.00. Si vous ne voulez pas modifier votre carte, restez en SternFA_506.jic.

• FA-Control a tourné sur l'établi, pas encore dans un flipper. Le logiciel 5.04 était la première version qui l'intégrait ; avec 5.06, l'interface web se connecte et affiche SternFA / 5.0.6 avec 60 lampes, 19 bobines, 40 interrupteurs, 5 afficheurs, la restitution du contrôle redémarre le jeu et le retrait du module se rattrape par le chien de garde. Reste à vérifier, dans cet ordre : les afficheurs montrent-ils ce que vous tapez - une lampe seule allume-t-elle la lampe demandée - une bobine envoie-t-elle l'impulsion à la bonne bobine. Si une lampe ou une bobine est décalée d'un groupe, c'est un détail de correspondance qui se corrige à un seul endroit ; signalez ce que vous avez vu.

• Le son ne peut pas être piloté par FA-Control - voir 9.4.

• Le chargement de la ROM de jeu depuis l'ESP32 a été essayé sur l'établi, pas encore dans un flipper (nouveau en 5.0.6). Si l'afficheur d'état ne montre aucun chiffre au lieu de 3, c'est que la carte SD a quand même été lue ; le menu 08 montre alors ce que le module a répondu en dernier.

• Le DIP d'option n'est pas un arrêt d'urgence pendant une prise de contrôle - voir 9.3.

• SW3 sur la carte FPGA ne fait rien. Il est câblé au FPGA et réservé ; aucune version du logiciel ne l'a utilisé jusqu'ici. L'autotest se trouve sur S6 « Bally Test » et dans la porte à monnaie.

• Les DIP d'option 4 et 5 ont changé de sens. Jusqu'à 5.05 (et dans tous les manuels plus anciens), le DIP 4 était l'anti-scintillement et le DIP 5 inutilisé ou l'autorisation FA-Control. Depuis 5.06, le DIP 4 est l'autorisation FA-Control et le DIP 5 l'anti-scintillement. Si vous reprenez une carte réglée selon un ancien manuel, vérifiez les deux interrupteurs.

Annexe A choix du jeu

Numéros de jeu de l'image de carte SD v0.98. on = interrupteur fermé. La position est le numéro du jeu en binaire avec S1 comme bit de poids faible, voir 4.1. Les noms de jeu et les remarques proviennent de l'image et ne sont pas traduits : Freeplay = version en partie gratuite, NOT USED = aucune ROM à ce numéro, 7digit mod = modifié pour afficheurs à 7 chiffres, 2 player/4 player = nombre de joueurs.

Annexe B aide-mémoire

Les 14 interrupteurs de configuration de SternFA

 S1  choix du jeu                      S2  options
  1  + 1                                1  émulateur de zero cross
  2  + 2                                2  sauvegarde continue du nvram
  3  + 4                                3  forcer l'horloge Bally
  4  + 8                                4  autoriser la prise de contrôle FA-Control
  5  + 16                               5  anti-scintillement pour LED
  6  + 32                               6  init du nvram au démarrage
  7  + 64
  8  + 128                             par défaut : tout sur OFF

 les deux bancs sont lus UNE FOIS, au démarrage - après tout changement : éteindre, rallumer

S9, le banc à 4 positions à côté du support X7, appartient au module ESP32, pas au FPGA (9.6).

L'affichage d'informations, les premières secondes après la mise sous tension

Joueur 1      5 0 6     version, premier chiffre = variante de carte (chapitre 11)
Joueur 2   2    1 0 1    choix du jeu ; 2 en tête = horloge Stern MPU-200
Joueur 3   0 5 0 9 6 3   identifiant lisy.dev, fixe
Joueur 4        3 2      valeur du banc d'options S2 (Dip1=1 ... Dip6=32)
Crédit              4    décompte 4, 3, 2, 1, 0

LED : rouge SD card error (éteinte = bon) · jaune zero cross (allumée = bon) · verte Bally (clignote au démarrage, puis allumée pendant que le jeu tourne ; allumée en permanence pendant une prise de contrôle FA-Control)

Chiffre d'erreur de carte SD sur l'afficheur d'état : 1 = carte illisible · 2 = somme de contrôle du bloc de jeu fausse · 3 = la ROM vient de l'ESP32 (pas d'erreur, HW 2.0 uniquement) · 4 = ROM depuis la flash de configuration, pas de carte (pas d'erreur, x.30 et suivantes) · 8 = pas de carte, jeu absent de la flash

Boutons : SW2 reset (carte FPGA) · S6 « Bally Test » = autotest · S33 remise à zéro de la comptabilité · S8 appartient à l'ESP32 · SW3 sans fonction

Programme FPGA pour cette carte : SternFA_5xx - une version qui ne commence pas par 5 est pour une autre carte. À partir de 5.30, uniquement la carte v2.02 ou une v2.00/v2.01 modifiée (chapitre 13).