Anccend/risc-v-cpu
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

feat(board): 支持 PS/2 键盘（与鼠标共用板载 USB HID 口），并修好 PS/2 帧校验

Browse Source 
一、修 PS/2 接收器的真 bug —— 这就是上板“鼠标毫无反应”的根因
  鼠标和键盘两个接收模块原来是同一个写法错误：
  * 帧用整体右移 {data, frame_q[10:1]}，判 frame_q[10] 时停止位还没移进来，判到的
    其实是校验位；取数据 frame_q[8:1] 也因此整体错一位
  * 校验位按“偶校验”判，而 PS/2 是“奇校验”
  两者叠加让真设备发来的帧 100% 被丢掉（上板表现为 rx_count 恒为 0，看起来像硬件
  或跳线问题）。现在按“位的下标”存帧（frame_q[i] = 第 i 位，所以字节 = frame_q[8:1]、
  校验 = frame_q[9]），停止位直接在当前拍的 ps2_data 上判，校验按奇校验。

二、新增 PS/2 键盘解码 cpu21_ps2_kbd.v
  扫描码集 2：E0 = 扩展前缀、F0 = 松开前缀，只对“按下”产生事件，并映射成与鼠标
  完全相同的事件格式（↑↓←→ = dy/dx ±8，正好一格；Enter/空格 = 左键；左 Shift/F/C
  = 右键 = 插旗），所以 saolei 的 C 代码一行都不用改；按住方向键 = 连续移动（用的是
  键盘自己的重复码）。

三、顶层 cpu21_board_top：用 SW15 选设备
  同一根 PS/2 线上只会插一个设备，但两个解码器都在听：键盘的扫描码会凑巧组成
  “合法的鼠标包”，两路同时生效会让光标乱跳。因此新增端口 hid_sel(SW15)：
  0 = 键盘（默认），1 = 鼠标；诊断 LED 改显示“当前选中设备”收到的字节数。

四、其它
  * XDC：hid_sel -> V10（SW15），引脚号在官方母版里核对过
  * tb_board_top 补 hid_sel 端口，避免悬空
  * 新增自测 srcs/tb/tb_ps2_mouse.v / tb_ps2_kbd.v：含“故意发一个校验位错的帧，
    必须丢帧”的用例，两个都 ALL PASS
  * README / saolei/README：新增“PS/2 键鼠”一节（接线方式、SW15、LED 诊断口诀、
    键位表），修正显存格式（每格 2 字节、0x2000-0x2FFF）、扫雷难度与验证状态、
    修好 riscv 工具链 -Prefix 路径
This commit is contained in:
Alpha
2026-09-23 22:35:50 +08:00
parent 9bbe6bc7eb
commit 9dfff16794
9 changed files with 679 additions and 67 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v
+23 -15
View File
@@ -4,15 +4,20 @@
// -----------------------------------------------------------------------------
// cpu21_ps2_mouse —— 可选的真鼠标输入：PS/2 鼠标（Digilent Pmod PS2 插在 JA 上）。
//
// JA[1] = PS/2 DATA，JA[2] = PS/2 CLK（两条线都需要上拉，见 XDC 里的 PULLUP）。
// JA[1] = PS/2 DATA，JA[2] = PS/2 CLK（两条线都需要上拉）。当前 XDC 把 ps2_clk /
// ps2_data 接到板载 USB HID 口的 PS/2 侧（F4 / B2），也可以改回 JA（C17 / D18）。
//
// 注意：本模块没有在真实硬件上验证过（作者手头没有 PS/2 鼠标），如果你不用真
// 鼠标，请让顶层用 cpu21_pointer（5 向按键）作为事件源即可，C 程序完全不用改。
// 板级顶层 cpu21_board_top 用参数 USE_PS2_MOUSE 选择这两者。
// 注意：接收/解析逻辑（包括帧对齐与奇校验）已由 srcs/tb/tb_ps2_mouse.v 仿真验证；
// 板上那一侧能不能收到数据，取决于板载 USB→PS/2 桥接芯片是否肯转发你插的设备。
// 如果你不用真鼠标，请让顶层用 cpu21_pointer（5 向按键）作为事件源即可，
// C 程序完全不用改。板级顶层 cpu21_board_top 用参数 USE_PS2_MOUSE 选择这两者。
//
// 实现内容：
// 1) 接收：在 ps2_clk 的下降沿采样 ps2_data，收满 11 位（起始 0 + 8 数据
// LSB 先 + 奇校验 + 停止 1）后校验并拼成 3 字节一包；
// frame_q[i] = 这一帧的第 i 位（0 起始、1..8 = d0..d7、9 校验、10 停止），
// 所以字节 = frame_q[8:1]（frame_q[1] 就是 d0），校验 = frame_q[9]。
// 注意 PS/2 是**奇校验**：data + parity 9 位里 1 的个数为奇数。
// 2) 解析：byte0 = 标志（bit0 左键、bit1 右键、bit3 固定 1），byte1 = dx，
// byte2 = dy，bit7 为符号位；
// 3) 上报：当 dx/dy 非 0 或按键状态变化时产生一个事件（单位与
@@ -76,9 +81,9 @@ module cpu21_ps2_mouse (
reg [7:0] dx_q, dy_q;
reg [4:0] btn_q; // {4'b0, middle, right, left} -> 只取低 3 位使用
// 校验：11 位中 1 的个数应为奇数（奇校验）
function automatic odd_parity_ok(input [10:0] f);
odd_parity_ok = ^{f[9:1]}; // data + parity 共 9 位，1 的个数应为偶数
// 校验：PS/2 是**奇校验**，data 8 位 + parity 位共 9 位里 1 的个数应为奇数
function automatic parity_ok(input [8:0] dp); // dp = {parity, d7..d0}
parity_ok = ^dp;
endfunction
always @(posedge clk or posedge reset) begin
@@ -95,17 +100,20 @@ module cpu21_ps2_mouse (
ev_valid_o <= 1'b0;
if (clk_fall) begin
if (bit_cnt_q == 4'd0 && ps2_data_s2 == 1'b0) begin
// 起始位有效，开始收
frame_q <= {ps2_data_s2, frame_q[10:1]};
bit_cnt_q <= 4'd1;
// frame_q[i] = 这一帧的第 i 位：0 = 起始，1..8 = 数据 d0..d7（LSB 先），
// 9 = 校验，10 = 停止。按”位的下标“存，不要再整体右移：
// 右移的话停止位还没进来就先去判 frame_q[10]，判到的是校验位。
if (bit_cnt_q == 4'd0) begin
if (ps2_data_s2 == 1'b0) // 起始位有效，开始收
bit_cnt_q <= 4'd1;
end
else if (bit_cnt_q != 4'd0) begin
frame_q <= {ps2_data_s2, frame_q[10:1]};
else begin
frame_q[bit_cnt_q] <= ps2_data_s2;
if (bit_cnt_q == 4'd10) begin
bit_cnt_q <= 4'd0;
// f = {停止, 校验, 8 数据, 起始}，这里只关心数据与校验
if (odd_parity_ok(frame_q) && (frame_q[10] == 1'b1)) begin
// 停止位就是刚采到的这一位（frame_q[10] 本拍还没更新到），
// 校验查 data + parity 的奇校验
if ((ps2_data_s2 == 1'b1) && parity_ok(frame_q[9:1])) begin
rx_count_o <= rx_count_o + 16'd1;
case (byte_cnt_q)
8'd0: begin