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
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:
@@ -13,20 +13,20 @@ risc-v/
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├─ README.md 本文档
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├─ README.md 本文档
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├─ pipelined-cpu/ Vivado 工程目录（也是源文件所在地）
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├─ pipelined-cpu/ Vivado 工程目录（也是源文件所在地）
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│ ├─ create_project.tcl 一键重建工程的 Tcl 脚本
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│ ├─ create_project.tcl 一键重建工程的 Tcl 脚本
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│ ├─ srcs/rtl/*.v 处理器与外设 RTL（17 个文件，cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v 为处理器顶层）
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│ ├─ srcs/rtl/*.v 处理器与外设 RTL（18 个文件，cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v 为处理器顶层）
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│ │ 外设：cpu21_mmio.v（MMIO 中枢）、cpu21_vga.v（显示）、
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│ │ 外设：cpu21_mmio.v（MMIO 中枢）、cpu21_vga.v（显示）、
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│ │ cpu21_seg7.v（数码管）、cpu21_pointer.v（按键当鼠标）、
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│ │ cpu21_seg7.v（数码管）、cpu21_pointer.v（按键当鼠标）、
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│ │ cpu21_ps2_mouse.v（可选 PS/2 鼠标）
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│ │ cpu21_ps2_mouse.v / cpu21_ps2_kbd.v（PS/2 鼠标、键盘接收）
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│ ├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层（时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚）；四份 ROM 初始化：
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│ ├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层（时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚）；四份 ROM 初始化：
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│ │ cpu21_board_rom.vh / _fast.vh（跑马灯）、risc-v-intrupt-ccab.vh
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│ │ cpu21_board_rom.vh / _fast.vh（跑马灯）、risc-v-intrupt-ccab.vh
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│ │ （课程中断综合测试程序）、cpu21_saolei_rom.vh（扫雷）
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│ │ （课程中断综合测试程序）、cpu21_saolei_rom.vh（扫雷）
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│ ├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚与分频时钟约束（+ Nexys4DDR 母版）
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│ ├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚与分频时钟约束（+ Nexys4DDR 母版）
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│ ├─ srcs/tb/*.v 三个测试平台
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│ ├─ srcs/tb/*.v 七个测试平台（含 PS/2 鼠标/键盘的单独自测 tb_ps2_mouse.v / tb_ps2_kbd.v）
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│ ├─ srcs/rom/*.hex 测试平台加载的 ROM 镜像
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│ ├─ srcs/rom/*.hex 测试平台加载的 ROM 镜像
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│ ├─ tools/ rv_asm.py（迷你汇编器）、hex2vh.py（hex → ROM 初始化）、
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│ ├─ tools/ rv_asm.py（迷你汇编器）、hex2vh.py（hex → ROM 初始化）、
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│ │ adapt_intrupt_ccab.py（课程中断程序 → 上板 ROM）、
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│ │ adapt_intrupt_ccab.py（课程中断程序 → 上板 ROM）、
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│ │ run_regress.ps1（一键回归）、check_rtl_text.ps1（RTL 文本体检）、
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│ │ run_regress.ps1（一键回归）、check_rtl_text.ps1（RTL 文本体检）、
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│ │ rars_f0c874c.jar（课程提供的 RARS 汇编器）
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│ │ rars_f0c874c.jar（课程提供的 RARS 汇编器）、play_saolei.tcl（命令行玩扫雷）
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│ └─ programs/ 汇编源程序与期望值：跑马灯 demo、指令集/MMIO 测试、课程原始
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│ └─ programs/ 汇编源程序与期望值：跑马灯 demo、指令集/MMIO 测试、课程原始
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│ 资产（risc-v-benchmark_ccab、真值表），以及中断综合测试程序
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│ 资产（risc-v-benchmark_ccab、真值表），以及中断综合测试程序
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│ risc-v-intrupt-ccab.asm / .hex
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│ risc-v-intrupt-ccab.asm / .hex
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@@ -97,7 +97,7 @@ risc-v/
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| `0x0000_1004` | 七段数码管 | `sw`/`sb` 写 8 位十六进制数（低 4 位 = 最右边那个数码管） | `lw` 读回 |
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| `0x0000_1004` | 七段数码管 | `sw`/`sb` 写 8 位十六进制数（低 4 位 = 最右边那个数码管） | `lw` 读回 |
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| `0x0000_1100`+ | 鼠标寄存器组 | STATUS / DATA / ACK / CTRL / INPUT / TIME / FRAME / EVCNT / LEVEL / MAGIC | 同左（DATA 读无副作用） |
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| `0x0000_1100`+ | 鼠标寄存器组 | STATUS / DATA / ACK / CTRL / INPUT / TIME / FRAME / EVCNT / LEVEL / MAGIC | 同左（DATA 读无副作用） |
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| `0x0000_1140`+ | 显示控制器 | CTRL（光标可见、背景色）/ CURSOR（列、行） | 同左（另含 MAGIC 自检值） |
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| `0x0000_1140`+ | 显示控制器 | CTRL（光标可见、背景色）/ CURSOR（列、行） | 同左（另含 MAGIC 自检值） |
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| `0x0000_2000`–`0x27FF` | 显存 | 40 列 × 30 行、每格 1 字节（字形 + 颜色），写端口接到板级顶层的双口 RAM | `lw` 组合读回 |
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| `0x0000_2000`–`0x2FFF` | 显存 | 40 列 × 30 行、每格 2 字节（低字节 = 字形[5:0]、高字节 = 颜色[2:0]，共 2400 字节），写端口接到板级顶层的双口 RAM | `lw` 组合读回 |
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其中 `LEVEL`（`0x1120`）是一个**软件中断**寄存器：写 1 会拉起 `irq_i[1]`，用来让程序
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其中 `LEVEL`（`0x1120`）是一个**软件中断**寄存器：写 1 会拉起 `irq_i[1]`，用来让程序
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"跳到关卡入口"；`MAGIC`（`0xCAFE0001`/`0xCAFE0002`）可以读来自检 MMIO 是否活着。
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"跳到关卡入口"；`MAGIC`（`0xCAFE0001`/`0xCAFE0002`）可以读来自检 MMIO 是否活着。
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@@ -165,14 +165,19 @@ risc-v/
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_vga.v` | `cpu21_vga` | 640x480@60 显示控制器：按"格子"扫描，8x8 字模放大 2 倍填满 16x16 的格子 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_vga.v` | `cpu21_vga` | 640x480@60 显示控制器：按"格子"扫描，8x8 字模放大 2 倍填满 16x16 的格子 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_seg7.v` | `cpu21_seg7` | 板载 8 位数码管动态扫描驱动（共阳极，位选/段选低有效） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_seg7.v` | `cpu21_seg7` | 板载 8 位数码管动态扫描驱动（共阳极，位选/段选低有效） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_pointer.v` | `cpu21_pointer` | 把 5 向按键变成"鼠标"事件（去抖 + 事件排队，单位 1/8 格） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_pointer.v` | `cpu21_pointer` | 把 5 向按键变成"鼠标"事件（去抖 + 事件排队，单位 1/8 格） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v` | `cpu21_ps2_mouse` | 可选的真鼠标：PS/2 接收（11 位帧 + 奇校验 + 3 字节包解析），只实现接收 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v` | `cpu21_ps2_mouse` | 可选的真鼠标：PS/2 接收（11 位帧按位下标对齐 + **奇校验** + 3 字节包解析），只实现接收 |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v` | `cpu21_board_top` | 板级顶层：时钟分频、复位同步、片内 ROM/RAM、显存双口 RAM、VGA/数码管/鼠标/中断连线 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_ps2_kbd.v` | `cpu21_ps2_kbd` | 可选的真键盘：扫描码集 2 解码（`F0` 断码 / `E0` 扩展前缀），把按键映射成与鼠标同格式的事件 |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v` | `cpu21_board_top` | 板级顶层：时钟分频、复位同步、片内 ROM/RAM、显存双口 RAM、VGA/数码管、PS/2 键鼠选择（SW15）、中断连线 |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh` | — | 扫雷程序的 ROM 初始化（由`saolei/tools/build.ps1` 生成） |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh` | — | 扫雷程序的 ROM 初始化（由`saolei/tools/build.ps1` 生成） |
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| `pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc` | — | Nexys4DDR 引脚约束 + 分频时钟（`create_generated_clock`） |
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| `pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc` | — | Nexys4DDR 引脚约束 + 分频时钟（`create_generated_clock`） |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | — | 片内 ROM 内容（生成文件，`rom[i] = 32'h…;`） |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | — | 片内 ROM 内容（生成文件，`rom[i] = 32'h…;`） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_board_top.v` | `tb_board_top` | 板级顶层的 RTL 仿真（观察 LED 跑马灯与写入指示） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_board_top.v` | `tb_board_top` | 板级顶层的 RTL 仿真（观察 LED 跑马灯与写入指示） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_no_intr.v` | `tb_no_intr` | 无中断测试平台（指令集/MMIO 测试，默认加载 benchmark 镜像） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_no_intr.v` | `tb_no_intr` | 无中断测试平台（指令集/MMIO 测试，默认加载 benchmark 镜像） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v` | `tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb` | 中断与分支预测测试平台（默认加载中断测试镜像） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v` | `tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb` | 中断与分支预测测试平台（默认加载中断测试镜像） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_saolei.v` | `tb_saolei` | 扫雷自动打完一局并 dump 出显存（配 `saolei/tools/fb2png.py` 渲染成 PNG） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_saolei_play.v` | `tb_saolei_play` | 命令行“边玩边截图”的测试平台（配 `tools/play_saolei.tcl`） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_ps2_mouse.v` | `tb_ps2_mouse` | PS/2 鼠标接收器自测：奇校验、3 字节包、按键位（几秒出结果） |
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| `pipelined-cpu/srcs/tb/tb_ps2_kbd.v` | `tb_ps2_kbd` | PS/2 键盘解码自测：方向键 / Enter / 左 Shift / 松开码不产生事件 |
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| `pipelined-cpu/tools/rv_asm.py` | — | 迷你汇编器：`.asm` → 机器码 hex（`.lst` 带反汇编清单） |
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| `pipelined-cpu/tools/rv_asm.py` | — | 迷你汇编器：`.asm` → 机器码 hex（`.lst` 带反汇编清单） |
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| `pipelined-cpu/tools/hex2vh.py` | — | hex →`pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh`（`rom[i] = 32'h…;` 初始化语句） |
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| `pipelined-cpu/tools/hex2vh.py` | — | hex →`pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh`（`rom[i] = 32'h…;` 初始化语句） |
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@@ -249,19 +254,29 @@ risc-v/
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队列 + 优先级选择器逐个上报（每拍最多一个事件，不丢键）。事件单位是 1/8 格，
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队列 + 优先级选择器逐个上报（每拍最多一个事件，不丢键）。事件单位是 1/8 格，
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软件端只用整数加减就能换算成格（不需要除法）。
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软件端只用整数加减就能换算成格（不需要除法）。
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- **`cpu21_ps2_mouse`**：可选的真鼠标，只实现接收：`ps2_clk` 下降沿把 11 位帧
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- **`cpu21_ps2_mouse`**：可选的真鼠标，只实现接收：`ps2_clk` 下降沿把 11 位帧
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移位进来（起始位 + 8 数据 + 奇校验 + 停止位），校验后按 3 字节包解析出
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**按位的下标**存进 `frame_q`（`frame_q[i]` = 第 i 位，所以字节 = `frame_q[8:1]`、
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dx/dy/按键，产生 `ev_valid_o` 脉冲。
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校验 = `frame_q[9]`、停止 = `frame_q[10]`），停下来后判“停止位 = 1 + 奇校验”，
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再按 3 字节包解析出 dx/dy/按键，产生 `ev_valid_o` 脉冲。这里两个细节曾经写错过，
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导致真设备的数据**全被丢掉**（上板表现为 `rx_count` 恒定 0）：
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① 原来用整体右移 `{data, frame_q[10:1]}`，判 `frame_q[10]` 时停止位还没移进来，
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判到的是校验位，字节也整体错了一位；② 原来按**偶**校验判，而 PS/2 是**奇**校验。
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- **`cpu21_ps2_kbd`**：可选的真键盘，扫描码集 2：`0xE0` = 扩展键前缀、`0xF0` = 松开
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前缀，只有**按下**才产生事件（松开码丢弃），所以按住方向键时键盘自己的重复码正好
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变成“连续移动”。产出的事件格式与鼠标**完全一致**（↑/↓/←/→ = dy/dx ±8，
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一格；Enter/空格 = 左键；左 Shift/F/C = 右键），因此 `saolei.c`/`isr.c` 一行都不用改。
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### 板级
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### 板级
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- **`cpu21_board_top`**：把这些接起来并裁到 23 个引脚。内含参数化分频器
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- **`cpu21_board_top`**：把这些接起来，只引出板上真正需要的引脚。内含参数化分频器
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（`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`）、复位同步器（异步置位 + 同步释放）、片内
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（`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`）、复位同步器（异步置位 + 同步释放）、片内
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ROM（组合读、`nop` 填充、`ifdef` 链选程序）与 RAM（字节写使能 + 组合读、
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ROM（组合读、`nop` 填充、`ifdef` 链选程序）与 RAM（字节写使能 + 组合读、
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只响应 4 KB 以内地址，避免和 MMIO 别名）、显存双口 RAM（CPU 写口 + VGA 读口
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只响应 4 KB 以内地址，避免和 MMIO 别名）、显存双口 RAM（CPU 写口 + VGA 读口
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同处一个时钟域，用像素使能而不是第二时钟）、数码管、VGA、鼠标源选择
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同处一个时钟域，用像素使能而不是第二时钟）、数码管、VGA、PS/2 键鼠（同一根
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（`USE_PS2_MOUSE`）、中断连线（SW0/1/2 分别与鼠标事件/关卡软件中断相或）、
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PS/2 线上同时挂鼠标与键盘两个解码器，用 `hid_sel`(SW15) 选哪个生效，板载 5 向
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按键始终有效）、中断连线（SW0/1/2 分别与鼠标事件/关卡软件中断相或）、
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锁存式中断指示 LED（请求上升沿置位、对应级别的 ISR 执行 `uret` 后熄灭）和
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锁存式中断指示 LED（请求上升沿置位、对应级别的 ISR 执行 `uret` 后熄灭）和
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`led_we` 写入指示。
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`led_we` 写入指示；另有一个“PS/2 诊断”模式把收到的字节数/时钟活动/线电平
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摆到 LED 高位（`DEBUG_PS2_RX_LED`，见下文“PS/2 键鼠”）。
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## 上板（Nexys4DDR + Vivado）
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## 上板（Nexys4DDR + Vivado）
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@@ -282,9 +297,56 @@ BPB/中断观测值）。如果直接把它设为实现顶层，这些端口会
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| `rst_n` | C12 | 按键 CPU_RESETN（低有效） | 异步置位、与 CPU 时钟同步释放 |
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| `rst_n` | C12 | 按键 CPU_RESETN（低有效） | 异步置位、与 CPU 时钟同步释放 |
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| `go` | N17 | 按键 BTNC | 对应原电路“继续运行”（`ecall` 停机后恢复执行） |
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| `go` | N17 | 按键 BTNC | 对应原电路“继续运行”（`ecall` 停机后恢复执行） |
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| `irq_sw[2:0]` | J15/L16/M13 | 拨码开关 SW0–SW2 | 三路中断源，拨动即触发（内部同步并锁存） |
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| `irq_sw[2:0]` | J15/L16/M13 | 拨码开关 SW0–SW2 | 三路中断源，拨动即触发（内部同步并锁存） |
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| `led[15:0]` | H17…V11 | LED0–LED15 | `LED[2:0]` = 三路中断指示（锁存，ISR 返回后熄灭），`LED[15:3]` 熄灭 |
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| `hid_sel` | V10 | 拨码开关 SW15 | 选 PS/2 设备：0 = 键盘（默认），1 = 鼠标（见下文“PS/2 键鼠”） |
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| `sw_flag` | R15 | 拨码开关 SW3 | 扫雷的插旗模式（软件读 INPUT 寄存器；自动鼠标右键同样能插旗） |
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| `led[15:0]` | H17…V11 | LED0–LED15 | `LED[2:0]` = 三路中断指示（锁存，ISR 返回后熄灭）；`LED[15:3]` 平时熄灭，`DEBUG_PS2_RX_LED=1` 时是 PS/2 诊断（见下文） |
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| `led_we` | R12 | LED16_B | MMIO 写入指示，每写一次拉长约 0.34 s @50 MHz |
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| `led_we` | R12 | LED16_B | MMIO 写入指示，每写一次拉长约 0.34 s @50 MHz |
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### PS/2 键鼠（板载 USB HID 口，也可改接 Pmod JA）
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Nexys4DDR 右上角那个 **USB HOST** 口不是给 FPGA 直连的 USB：板上有一颗 USB↔PS/2
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桥接芯片，它把自己当 USB 主机，把键盘/鼠标当 PS/2 设备，输出的是 PS/2 的两根线
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（官方母版标明 `ps2_clk = F4`、`ps2_data = B2`）。所以 FPGA 侧只需要一个 PS/2
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接收器，**不用写 USB 协议栈**。
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| 接线方式 | 能不能用 | 说明 |
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| ------------------------------------- | -------- | ---------------------------------------------------------------- |
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| 键鼠用**有线模式**插 USB HOST | 最推荐 | Type-C/PS2-USB 转换都用它的有线模式 |
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| 2.4G USB 接收器 | 可以试 | 部分复合设备桥接芯片不转发 |
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| 蓝牙 | 不行 | 桥接芯片不支持蓝牙，键盘的蓝牙链路它根本看不见 |
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| Pmod PS/2（JA）+ 真 PS/2 键鼠 | 保底 | 直接进 FPGA，只需把 XDC 改回 `ps2_clk = C17`、`ps2_data = D18` |
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**键盘/鼠标不动时一个字节都不发**，所以插上不动时诊断 LED 不跳是正常的：要一边按
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键/移鼠标一边看。
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**选设备：SW15 拨下（0）= PS/2 键盘，拨上（1）= PS/2 鼠标**（默认键盘）。两个
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解码器挂在同一根线上，但只有选中的那一路事件会送给 CPU —— 不能让两路同时生效：
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键盘的扫描码会凑巧组成“合法的鼠标包”，会让光标乱跳。
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诊断 LED（`DEBUG_PS2_RX_LED = 1`，默认开）：
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| LED | 含义 |
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| ------------------ | ---------------------------------------------------------- |
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| `LED[15:6]` | 当前选中设备**收到的字节数**低 10 位（按键时数字跳 = 通了） |
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| `LED[5]` | `ps2_clk` 有边沿活动（时钟在动就快速翻转） |
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| `LED[4]` / `LED[3]` | `ps2_data` / `ps2_clk` 当前电平（静态，判断线有没有被拉死） |
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| `LED[2:0]` | 三路中断指示（和其它模式一样） |
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排查口诀：**LED[5] 在跳但字节数不动** = 桥接芯片在发数据、我们的解码没认（帧格式/
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校验不匹配，先怀疑奇偶校验）；**LED[5] 也不跳** = 桥接芯片根本没转发这个设备
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（换有线模式，或改走 Pmod JA）。
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| 操作 | 键盘 | 鼠标 |
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| ---------------- | --------------------------------- | ---------- |
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| 移动光标 | `↑` `↓` `←` `→` | 移动 |
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| 左键（开始/开格） | `Enter`、空格 | 左键 |
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| 右键（插旗） | 左键 `Shift`、`F`、`C` | 右键 |
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按住方向键 = 连续移动（用的是键盘自己的重复码）。**C 程序一行都不用改**：键盘产出的
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事件与 `cpu21_pointer`、`cpu21_ps2_mouse` 格式完全相同（±8 = 一格），一样从 IRQ2
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进 `saolei/sw/isr.c`。不想要 PS/2 就把顶层参数 `USE_PS2_MOUSE` 设为 0（只剩板载
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5 向按键）；PS/2 接收器的帧格式/校验有专门的几秒钟自测（见下文“回归测试”）。
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### 时钟：分频比怎么选（`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`）
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### 时钟：分频比怎么选（`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`）
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乘除法原本是 ALU 里的组合运算（`a*b`、`a%b`），实测关键路径约 94 ns（325 级逻辑、
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乘除法原本是 ALU 里的组合运算（`a*b`、`a%b`），实测关键路径约 94 ns（325 级逻辑、
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@@ -546,7 +608,7 @@ CPU 时钟 6.25 MHz → 50 MHz（快 8 倍），并且乘除法不再位于关
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# 1) 生成扫雷的 ROM 镜像（改了 saolei/sw/*.c 之后必须重跑这一步）
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# 1) 生成扫雷的 ROM 镜像（改了 saolei/sw/*.c 之后必须重跑这一步）
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cd saolei
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cd saolei
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powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 `
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powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 `
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-Prefix 'C:\Users\29653\tools\risc-v\xpack-riscv-none-elf-gcc-15.2.0-1\bin\risc-none-elf-'
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-Prefix 'C:\Users\29653\tools\riscv\xpack-riscv-none-elf-gcc-15.2.0-1\bin\riscv-none-elf-'
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# 2) 一键建"扫雷专用"工程（先清掉旧的同名工程再重建；sources_1 和 sim_1 都固定定义 SAOLEI_ROM）
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# 2) 一键建"扫雷专用"工程（先清掉旧的同名工程再重建；sources_1 和 sim_1 都固定定义 SAOLEI_ROM）
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cd ..\pipelined-cpu
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cd ..\pipelined-cpu
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@@ -564,6 +626,9 @@ cd ..\pipelined-cpu
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| BTNU / BTND / BTNL / BTNR | 光标 上 / 下 / 左 / 右 |
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| BTNU / BTND / BTNL / BTNR | 光标 上 / 下 / 左 / 右 |
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| BTNC | 左键：开始界面确认 / 关卡里开格 |
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| BTNC | 左键：开始界面确认 / 关卡里开格 |
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| SW3 拨上 + BTNC | 插旗 / 取消旗 |
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| SW3 拨上 + BTNC | 插旗 / 取消旗 |
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| SW15 = 1 | 改用 PS/2 鼠标（默认 SW15 = 0 = PS/2 键盘，见上文“PS/2 键鼠”） |
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| 键盘 `↑↓←→` / `Enter`·空格 / 左`Shift`·`F`·`C` | 移动 / 左键 / 右键（插旗）—— 需 SW15 = 0 |
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| 鼠标 移动 / 左键 / 右键 | 移动 / 左键 / 右键（插旗）—— 需 SW15 = 1 |
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| SW0 / SW1 / SW2 | **别动**，它们会 OR 进外部中断线，一拨就可能触发中断 |
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| SW0 / SW1 / SW2 | **别动**，它们会 OR 进外部中断线，一拨就可能触发中断 |
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开始界面的光标默认停在 START 按钮上，按 BTNC 进关卡；关卡里把光标移到盘面**左上角那个黄格**
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开始界面的光标默认停在 START 按钮上，按 BTNC 进关卡；关卡里把光标移到盘面**左上角那个黄格**
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@@ -571,7 +636,8 @@ cd ..\pipelined-cpu
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### 扫雷：没有 VGA 显示器怎么玩（命令行仿真 + 每步截图）
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### 扫雷：没有 VGA 显示器怎么玩（命令行仿真 + 每步截图）
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显存是内存映射的（`0x2000` 起，40×30 字节，每格 1 字节 = 字形[3:0] + 颜色[6:4]），
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显存是内存映射的（`0x2000` 起，40×30 格、每格 2 字节：低字节 = 字形[5:0]、
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高字节 = 颜色[2:0]，共 2400 字节 = 600 字），
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所以仿真里可以把整屏 dump 出来，再按 `cpu21_vga.v` 的字库/调色板还原成 PNG —— 等价于给 VGA 截图。
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所以仿真里可以把整屏 dump 出来，再按 `cpu21_vga.v` 的字库/调色板还原成 PNG —— 等价于给 VGA 截图。
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`tools/play_saolei.tcl` 更进一步：用 `cmd.txt` 往仿真里"喂"按键，每按一步自动存一张 PNG。
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`tools/play_saolei.tcl` 更进一步：用 `cmd.txt` 往仿真里"喂"按键，每按一步自动存一张 PNG。
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@@ -592,7 +658,7 @@ $rtl = (Get-ChildItem "$p\srcs\rtl\*.v").FullName
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到 `xsim%` 提示符后（**`source` 要带 `-encoding utf-8`**，否则 xsim 按 GBK 读脚本会乱码）：
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到 `xsim%` 提示符后（**`source` 要带 `-encoding utf-8`**，否则 xsim 按 GBK 读脚本会乱码）：
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```text
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```text
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source -encoding utf-8 <仓库路径>/pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl
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source -encoding utf-8 D:/Desktop/risc-v-cpu/pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl
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k c 左键点击（进关卡用这个）
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k c 左键点击（进关卡用这个）
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k u/d/l/r 光标 上/下/左/右（也认 w/s/a/d）
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k u/d/l/r 光标 上/下/左/右（也认 w/s/a/d）
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@@ -638,6 +704,27 @@ powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\run_regress.ps1
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| tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb（中断，6003 周期） | `stalls=963 bubbles=1205 cond_taken=547 uncond=28 pred_ok=557 pred_fail=87` |
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| tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb（中断，6003 周期） | `stalls=963 bubbles=1205 cond_taken=547 uncond=28 pred_ok=557 pred_fail=87` |
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||||||
| 板级（快速 ROM） | 跑马灯`0001 → … → 8000` 循环，每步约 2.6 µs |
|
| 板级（快速 ROM） | 跑马灯`0001 → … → 8000` 循环，每步约 2.6 µs |
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|
PS/2 接收器不在上面这个脚本里（它跟板载芯片/真设备有关，不属于纯 RTL 回归），
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但解码逻辑（帧对齐、奇校验、包解析、键位映射）值得单独盯，两个自测各几秒钟：
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```powershell
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cd pipelined-cpu
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$p = 'D:\Desktop\risc-v-cpu\pipelined-cpu'
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# 鼠标接收器
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xvlog.bat' "$p\srcs\rtl\cpu21_ps2_mouse.v" "$p\srcs\tb\tb_ps2_mouse.v"
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -top tb_ps2_mouse -snapshot ps2m
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xsim.bat' ps2m -R # 期望 ALL PASS
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# 键盘解码（把 mouse 换成 kbd）
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xvlog.bat' "$p\srcs\rtl\cpu21_ps2_kbd.v" "$p\srcs\tb\tb_ps2_kbd.v"
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -top tb_ps2_kbd -snapshot ps2k
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xsim.bat' ps2k -R # 期望 ALL PASS
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```
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两个自测都会：发几个帧 → 检查事件内容是否正确；**故意发一个校验位错的帧** →
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必须整帧丢掉（不计数、不产生事件）；键盘那个还会检查“松开码（F0 xx）不产生事件”。
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## 工程分享（Tcl 一键重建）
|
## 工程分享（Tcl 一键重建）
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`pipelined-cpu/` 已整理成“自包含 + 可直接分享”的工程目录，设计文件都在里面，
|
`pipelined-cpu/` 已整理成“自包含 + 可直接分享”的工程目录，设计文件都在里面，
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||||||
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|||||||
@@ -15,6 +15,8 @@
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|||||||
// rst_n (C12) -> 复位按键 CPU_RESETN，低有效，经复位同步器
|
// rst_n (C12) -> 复位按键 CPU_RESETN，低有效，经复位同步器
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||||||
// go (N17) -> 按键 BTNC：ecall 停机后按下继续运行
|
// go (N17) -> 按键 BTNC：ecall 停机后按下继续运行
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||||||
// irq_sw[2:0] -> 拨码开关 SW[2:0]：3 路中断源
|
// irq_sw[2:0] -> 拨码开关 SW[2:0]：3 路中断源
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||||||
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// hid_sel (V10) -> 拨码开关 SW[15]：选 PS/2 设备（0 = 键盘，1 = 鼠标）
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// sw_flag (R15) -> 拨码开关 SW[3]：插旗模式（软件读 INPUT 寄存器）
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||||||
// led[15:0] -> 板载 LED[15:0]：LED[2:0] = 三路中断指示，从该路中断
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// led[15:0] -> 板载 LED[15:0]：LED[2:0] = 三路中断指示，从该路中断
|
||||||
// 请求出现开始点亮，一直到它的 ISR 执行 uret 返回后才熄灭；
|
// 请求出现开始点亮，一直到它的 ISR 执行 uret 返回后才熄灭；
|
||||||
// LED[15:3] 熄灭
|
// LED[15:3] 熄灭
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||||||
@@ -52,10 +54,13 @@ module cpu21_board_top #(
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|||||||
// 取大于 2 的值只是把实际时钟变慢，XDC 的 cpu_clk 仍按最坏情况 50 MHz 约束，
|
// 取大于 2 的值只是把实际时钟变慢，XDC 的 cpu_clk 仍按最坏情况 50 MHz 约束，
|
||||||
// 所以不会掩盖时序违例（约束偏严）。
|
// 所以不会掩盖时序违例（约束偏严）。
|
||||||
parameter integer CLK_DIV_INTRUPT = 32,
|
parameter integer CLK_DIV_INTRUPT = 32,
|
||||||
// 鼠标事件源：0 = 板上 5 向按键（免外设，默认）；1 = PS/2 鼠标（Pmod JA）
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// PS/2 输入（板载 USB HID 口，也可改接 Pmod JA）：0 = 关闭（只剩板上 5 向按键）；
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||||||
parameter integer USE_PS2_MOUSE = 1, // 1 = 启用板载 USB HID 口（PS/2 键鼠），板载按键同时有效
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// 1 = 开启。开启后同时例化鼠标与键盘两个解码器（它们共用同一根 PS/2 线），
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||||||
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// 用 SW[15]（端口 hid_sel）选哪个生效：0 = 键盘（默认），1 = 鼠标。
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// 不能两个同时生效：键盘的扫描码会凑巧组成合法的鼠标包，让光标乱跳。
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||||||
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parameter integer USE_PS2_MOUSE = 1,
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||||||
// 调试：1 = 用 LED 高位显示 PS/2 诊断信息：
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// 调试：1 = 用 LED 高位显示 PS/2 诊断信息：
|
||||||
// LED[15:6] = PS/2 收到的字节数低 10 位（一动鼠标就跳 = 收发都通了）
|
// LED[15:6] = 当前选中设备收到的字节数低 10 位（按一下键/动一下鼠标就跳 = 收发都通）
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||||||
// LED[5] = ps2_clk 有边沿活动（时钟在动就快速翻转）
|
// LED[5] = ps2_clk 有边沿活动（时钟在动就快速翻转）
|
||||||
// LED[4] = ps2_data 当前电平
|
// LED[4] = ps2_data 当前电平
|
||||||
// LED[3] = ps2_clk 当前电平
|
// LED[3] = ps2_clk 当前电平
|
||||||
@@ -74,6 +79,7 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
input wire btnl, // P17：光标左
|
input wire btnl, // P17：光标左
|
||||||
input wire btnr, // M17：光标右
|
input wire btnr, // M17：光标右
|
||||||
input wire sw_flag, // R15：SW[3]，插旗模式（软件读 INPUT 寄存器）
|
input wire sw_flag, // R15：SW[3]，插旗模式（软件读 INPUT 寄存器）
|
||||||
|
input wire hid_sel, // V10：SW[15]，选 PS/2 设备（0 = 键盘，1 = 鼠标）
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||||||
output wire [15:0] led, // LED[15:0]
|
output wire [15:0] led, // LED[15:0]
|
||||||
output wire led_we, // LED16_B：MMIO 写入指示
|
output wire led_we, // LED16_B：MMIO 写入指示
|
||||||
// 七段数码管（共阳极：位选/段选都是低有效）
|
// 七段数码管（共阳极：位选/段选都是低有效）
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||||||
@@ -167,7 +173,8 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
wire [31:0] data_wdata;
|
wire [31:0] data_wdata;
|
||||||
wire [ 3:0] data_wstrb;
|
wire [ 3:0] data_wstrb;
|
||||||
wire data_we;
|
wire data_we;
|
||||||
wire [15:0] ps2_rx_count; // PS/2 收到的字节数（用于 LED 调试显示）
|
wire [15:0] ps2_rx_count; // PS/2 鼠标收到的字节数（用于 LED 调试显示）
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||||||
|
wire [15:0] kbd_rx_count; // PS/2 键盘收到的字节数（先声明：LED 调试段要用）
|
||||||
wire [31:0] led_data; // LED_ADDR 写入值，同时作为七段数码管显示数据
|
wire [31:0] led_data; // LED_ADDR 写入值，同时作为七段数码管显示数据
|
||||||
wire led_valid;
|
wire led_valid;
|
||||||
// 扫雷扩展外设的连线（先声明，例化在下面）
|
// 扫雷扩展外设的连线（先声明，例化在下面）
|
||||||
@@ -366,9 +373,12 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// 当前选中的 PS/2 设备收到的字节数（SW[15] 选谁就显示谁）
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wire [15:0] hid_rx_sel = hid_sel ? ps2_rx_count : kbd_rx_count;
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||||||
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|
||||||
// LED[15:3] 平时熄灭；DEBUG_PS2_RX_LED=1 时显示 PS/2 诊断信息（含义见参数注释）
|
// LED[15:3] 平时熄灭；DEBUG_PS2_RX_LED=1 时显示 PS/2 诊断信息（含义见参数注释）
|
||||||
assign led = (DEBUG_PS2_RX_LED != 0)
|
assign led = (DEBUG_PS2_RX_LED != 0)
|
||||||
? {ps2_rx_count[9:0], ps2_edge_cnt[0], ps2_data_s2, ps2_clk_s2, irq_led_q}
|
? {hid_rx_sel[9:0], ps2_edge_cnt[0], ps2_data_s2, ps2_clk_s2, irq_led_q}
|
||||||
: {{13{1'b0}}, irq_led_q};
|
: {{13{1'b0}}, irq_led_q};
|
||||||
|
|
||||||
reg [23:0] led_we_cnt;
|
reg [23:0] led_we_cnt;
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||||||
@@ -477,6 +487,12 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
wire [7:0] ps2_dx, ps2_dy;
|
wire [7:0] ps2_dx, ps2_dy;
|
||||||
wire [4:0] ps2_btn;
|
wire [4:0] ps2_btn;
|
||||||
|
|
||||||
|
// PS/2 键盘：与鼠标共用同一根 PS/2 线（板上只有一个 USB HID 口）。
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||||||
|
// 线上只有一个设备在说话，"是哪一个"用 SW[15] 告诉硬件（hid_sel）。
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||||||
|
wire kbd_valid;
|
||||||
|
wire [7:0] kbd_dx, kbd_dy;
|
||||||
|
wire [4:0] kbd_btn;
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||||||
|
|
||||||
generate
|
generate
|
||||||
if (USE_PS2_MOUSE != 0) begin : g_ps2
|
if (USE_PS2_MOUSE != 0) begin : g_ps2
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||||||
cpu21_ps2_mouse u_ps2 (
|
cpu21_ps2_mouse u_ps2 (
|
||||||
@@ -492,20 +508,41 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
.ev_btn_o (ps2_btn),
|
.ev_btn_o (ps2_btn),
|
||||||
.rx_count_o (ps2_rx_count)
|
.rx_count_o (ps2_rx_count)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
cpu21_ps2_kbd u_kbd (
|
||||||
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
|
.reset (reset),
|
||||||
|
.ps2_clk_i (ps2_clk),
|
||||||
|
.ps2_data_i (ps2_data),
|
||||||
|
.ev_valid_o (kbd_valid),
|
||||||
|
.ev_dx_o (kbd_dx),
|
||||||
|
.ev_dy_o (kbd_dy),
|
||||||
|
.ev_btn_o (kbd_btn),
|
||||||
|
.rx_count_o (kbd_rx_count)
|
||||||
|
);
|
||||||
end else begin : g_no_ps2
|
end else begin : g_no_ps2
|
||||||
assign ps2_valid = 1'b0;
|
assign ps2_valid = 1'b0;
|
||||||
assign ps2_dx = 8'd0;
|
assign ps2_dx = 8'd0;
|
||||||
assign ps2_dy = 8'd0;
|
assign ps2_dy = 8'd0;
|
||||||
assign ps2_btn = 5'd0;
|
assign ps2_btn = 5'd0;
|
||||||
assign ps2_rx_count = 16'd0;
|
assign ps2_rx_count = 16'd0;
|
||||||
|
assign kbd_valid = 1'b0;
|
||||||
|
assign kbd_dx = 8'd0;
|
||||||
|
assign kbd_dy = 8'd0;
|
||||||
|
assign kbd_btn = 5'd0;
|
||||||
|
assign kbd_rx_count = 16'd0;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
endgenerate
|
endgenerate
|
||||||
|
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||||||
// 3) 合并：同一拍只有一方产生事件（两个源相互独立），优先 PS/2
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// 3) 只放行 SW[15] 选中的那一路 PS/2 设备（另一个解码器虽然也在听，但事件被挡住）
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||||||
assign ev_valid = ps2_valid | ptr_valid;
|
wire m_valid = ps2_valid & hid_sel; // SW[15] = 1 -> PS/2 鼠标
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||||||
assign ev_dx = ps2_valid ? ps2_dx : ptr_dx;
|
wire k_valid = kbd_valid & ~hid_sel; // SW[15] = 0 -> PS/2 键盘
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||||||
assign ev_dy = ps2_valid ? ps2_dy : ptr_dy;
|
|
||||||
assign ev_btn = ps2_valid ? ps2_btn : ptr_btn;
|
// 4) 合并：三个源相互独立，同一拍只会有一方产生事件；优先 PS/2
|
||||||
|
assign ev_valid = m_valid | k_valid | ptr_valid;
|
||||||
|
assign ev_dx = m_valid ? ps2_dx : k_valid ? kbd_dx : ptr_dx;
|
||||||
|
assign ev_dy = m_valid ? ps2_dy : k_valid ? kbd_dy : ptr_dy;
|
||||||
|
assign ev_btn = m_valid ? ps2_btn : k_valid ? kbd_btn : ptr_btn;
|
||||||
|
|
||||||
endmodule
|
endmodule
|
||||||
|
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||||||
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|||||||
@@ -63,6 +63,9 @@ set_property -dict { PACKAGE_PIN M17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { btnr }
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|||||||
## SW[3]：插旗模式（1 = 点击时插旗/取消旗）
|
## SW[3]：插旗模式（1 = 点击时插旗/取消旗）
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||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN R15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { sw_flag }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN R15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { sw_flag }]
|
||||||
|
|
||||||
|
## SW[15]：选 PS/2 设备（0 = 键盘，1 = 鼠标）；工程里插的是哪个就拨到哪边
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||||||
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set_property -dict { PACKAGE_PIN V10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { hid_sel }]
|
||||||
|
|
||||||
## 七段数码管（共阳极：位选/段选都是低有效）
|
## 七段数码管（共阳极：位选/段选都是低有效）
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN T10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[0] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN T10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[0] }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN R10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[1] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN R10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[1] }]
|
||||||
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|||||||
@@ -0,0 +1,142 @@
|
|||||||
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`timescale 1ns / 1ps
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||||||
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// =============================================================================
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||||||
|
// cpu21_ps2_kbd —— PS/2 键盘接收（扫描码集 2），把按键映射成"鼠标事件"
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||||||
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//
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||||||
|
// 为什么映射成鼠标事件：saolei.c / isr.c 早就是按鼠标事件 {btn, dy, dx} 写的，
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||||||
|
// 键盘只要产出**同样格式**的事件，软件一行都不用改。
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||||||
|
//
|
||||||
|
// ↑ ↓ ← → 光标移动（dx/dy = ±8，恰好是软件里的"一格"）
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||||||
|
// Enter / 空格 左键（开格）
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||||||
|
// 左 Shift / F / C 右键（软件里右键 = 插旗）
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||||||
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//
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||||||
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// PS/2 键盘发扫描码（集 2）：
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// 0xF0 前缀 -> 下一个码是"松开"（break）；0xE0 前缀 -> 下一个码是扩展键
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// 方向键是扩展键：↑ = E0 75、↓ = E0 72、← = E0 6B、→ = E0 74
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||||||
|
// 所以只对"按下"（make）产生事件。按住不动时键盘自己会发重复码，
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||||||
|
// 于是按住方向键正好变成"连续移动"。
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||||||
|
//
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||||||
|
// 与 cpu21_ps2_mouse 共用同一根 PS/2 线：两个接收器都挂在线上，只有插着的那个
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||||||
|
// 设备会产生有效数据，所以顶层把两者的事件一起 OR 起来即可，不用二选一。
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// =============================================================================
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module cpu21_ps2_kbd (
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input wire clk,
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||||||
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input wire reset,
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input wire ps2_clk_i,
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||||||
|
input wire ps2_data_i,
|
||||||
|
output reg ev_valid_o, // 单周期脉冲
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||||||
|
output reg [7:0] ev_dx_o, // 有符号，1/8 格（±8 = 一格）
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||||||
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output reg [7:0] ev_dy_o,
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||||||
|
output reg [4:0] ev_btn_o, // bit0 = 左键, bit1 = 右键
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||||||
|
output reg [15:0] rx_count_o // 收到的字节数（调试观察用）
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||||||
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);
|
||||||
|
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||||||
|
// ---- 两级同步 ----
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||||||
|
reg ps2_clk_s1, ps2_clk_s2, ps2_data_s1, ps2_data_s2;
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||||||
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
|
if (reset) begin
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||||||
|
ps2_clk_s1 <= 1'b1;
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||||||
|
ps2_clk_s2 <= 1'b1;
|
||||||
|
ps2_data_s1 <= 1'b1;
|
||||||
|
ps2_data_s2 <= 1'b1;
|
||||||
|
end
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||||||
|
else begin
|
||||||
|
ps2_clk_s1 <= ps2_clk_i;
|
||||||
|
ps2_clk_s2 <= ps2_clk_s1;
|
||||||
|
ps2_data_s1 <= ps2_data_i;
|
||||||
|
ps2_data_s2 <= ps2_data_s1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
wire clk_fall = ~ps2_clk_s1 & ps2_clk_s2;
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||||||
|
|
||||||
|
reg [3:0] bit_cnt_q;
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||||||
|
reg [10:0] frame_q;
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||||||
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reg brk_q; // 刚收到 0xF0：下一个码是松开
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||||||
|
reg ext_q; // 刚收到 0xE0：下一个码是扩展键
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||||||
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|
||||||
|
// 11 位里 data + parity 共 9 位，PS/2 是**奇校验**：1 的个数应为奇数
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function automatic parity_ok(input [8:0] dp); // dp = {parity, d7..d0}
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||||||
|
parity_ok = ^dp;
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|
endfunction
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||||||
|
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||||||
|
// 处理一个扫描码（按下才产生事件）
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task handle_code;
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||||||
|
input [7:0] sc;
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||||||
|
reg pressed;
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||||||
|
begin
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||||||
|
rx_count_o <= rx_count_o + 16'd1;
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||||||
|
pressed = (brk_q == 1'b0); // 0xF0 之后的码是"松开"
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||||||
|
brk_q <= 1'b0;
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||||||
|
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||||||
|
if (sc == 8'hE0)
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||||||
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ext_q <= 1'b1; // 扩展前缀
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||||||
|
else if (sc == 8'hF0)
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||||||
|
brk_q <= 1'b1; // 断码前缀
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||||||
|
else if (pressed) begin
|
||||||
|
if (ext_q) begin
|
||||||
|
case (sc)
|
||||||
|
8'h75: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd248; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // ↑
|
||||||
|
8'h72: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd8; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // ↓
|
||||||
|
8'h6B: begin ev_dx_o <= 8'd248; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // ←
|
||||||
|
8'h74: begin ev_dx_o <= 8'd8; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // →
|
||||||
|
default: ;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else begin
|
||||||
|
case (sc)
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||||||
|
8'h5A: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'b00001; ev_valid_o <= 1'b1; end // Enter
|
||||||
|
8'h29: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'b00001; ev_valid_o <= 1'b1; end // 空格
|
||||||
|
8'h12: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'b00010; ev_valid_o <= 1'b1; end // 左 Shift
|
||||||
|
8'h2B: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'b00010; ev_valid_o <= 1'b1; end // F
|
||||||
|
8'h2E: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'b00010; ev_valid_o <= 1'b1; end // C
|
||||||
|
default: ;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// 一次前缀组合处理完，清掉扩展标志（松开码 E0 F0 xx 也走这里）
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||||||
|
if ((sc != 8'hE0) && (sc != 8'hF0))
|
||||||
|
ext_q <= 1'b0;
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||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
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||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
|
if (reset) begin
|
||||||
|
bit_cnt_q <= 4'd0;
|
||||||
|
frame_q <= 11'd0;
|
||||||
|
brk_q <= 1'b0;
|
||||||
|
ext_q <= 1'b0;
|
||||||
|
ev_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
|
ev_dx_o <= 8'd0;
|
||||||
|
ev_dy_o <= 8'd0;
|
||||||
|
ev_btn_o <= 5'd0;
|
||||||
|
rx_count_o <= 16'd0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else begin
|
||||||
|
ev_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (clk_fall) begin
|
||||||
|
// 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 begin
|
||||||
|
frame_q[bit_cnt_q] <= ps2_data_s2;
|
||||||
|
if (bit_cnt_q == 4'd10) begin
|
||||||
|
bit_cnt_q <= 4'd0;
|
||||||
|
// 停止位就是刚采到的这一位（frame_q[10] 本拍还没更新到），
|
||||||
|
// 校验位查 data + parity 的奇校验
|
||||||
|
if ((ps2_data_s2 == 1'b1) && parity_ok(frame_q[9:1]))
|
||||||
|
handle_code(frame_q[8:1]);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else
|
||||||
|
bit_cnt_q <= bit_cnt_q + 4'd1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
@@ -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）。
|
// 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
|
// 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；
|
||||||
// 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。
|
||||||
// 板级顶层 cpu21_board_top 用参数 USE_PS2_MOUSE 选择这两者。
|
// 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：
|
// 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
|
// 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；
|
// 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，
|
// 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；
|
// 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
|
// 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 [7:0] dx_q, dy_q;
|
||||||
reg [4:0] btn_q; // {4'b0, middle, right, left} -> 只取低 3 位使用
|
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）
|
// 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 odd_parity_ok(input [10:0] f);
|
function automatic parity_ok(input [8:0] dp); // dp = {parity, d7..d0}
|
||||||
odd_parity_ok = ^{f[9:1]}; // data + parity 共 9 位，1 的个数应为偶数
|
parity_ok = ^dp;
|
||||||
endfunction
|
endfunction
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
@@ -95,17 +100,20 @@ module cpu21_ps2_mouse (
|
|||||||
ev_valid_o <= 1'b0;
|
ev_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
if (clk_fall) begin
|
if (clk_fall) begin
|
||||||
if (bit_cnt_q == 4'd0 && ps2_data_s2 == 1'b0) begin
|
// frame_q[i] = 这一帧的第 i 位：0 = 起始，1..8 = 数据 d0..d7（LSB 先），
|
||||||
// 起始位有效，开始收
|
// 9 = 校验，10 = 停止。按”位的下标“存，不要再整体右移：
|
||||||
frame_q <= {ps2_data_s2, frame_q[10:1]};
|
// 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;
|
bit_cnt_q <= 4'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
else if (bit_cnt_q != 4'd0) begin
|
else begin
|
||||||
frame_q <= {ps2_data_s2, frame_q[10:1]};
|
frame_q[bit_cnt_q] <= ps2_data_s2;
|
||||||
if (bit_cnt_q == 4'd10) begin
|
if (bit_cnt_q == 4'd10) begin
|
||||||
bit_cnt_q <= 4'd0;
|
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
|
// 停止位就是刚采到的这一位（frame_q[10] 本拍还没更新到），
|
||||||
if (odd_parity_ok(frame_q) && (frame_q[10] == 1'b1)) begin
|
// 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;
|
rx_count_o <= rx_count_o + 16'd1;
|
||||||
case (byte_cnt_q)
|
case (byte_cnt_q)
|
||||||
8'd0: begin
|
8'd0: begin
|
||||||
|
|||||||
@@ -38,6 +38,7 @@ module tb_board_top;
|
|||||||
.btnl (1'b0),
|
.btnl (1'b0),
|
||||||
.btnr (1'b0),
|
.btnr (1'b0),
|
||||||
.sw_flag (1'b0),
|
.sw_flag (1'b0),
|
||||||
|
.hid_sel (1'b0),
|
||||||
.ps2_clk (1'b1),
|
.ps2_clk (1'b1),
|
||||||
.ps2_data(1'b1),
|
.ps2_data(1'b1),
|
||||||
.an (),
|
.an (),
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,163 @@
|
|||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
|
||||||
|
// =============================================================================
|
||||||
|
// tb_ps2_kbd —— 单独验证 PS/2 键盘解码（扫描码集 2）
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 发 → 键（E0 74）应产生 dx=+8；发 ↑（E0 75）应产生 dy=-8；
|
||||||
|
// 发 Enter（5A）应产生 btn=1（开格）；发 左Shift（12）应产生 btn=2（插旗）；
|
||||||
|
// 松开码（F0 xx）不应产生事件；校验位错的帧应被整帧丢掉。
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// PS/2 键盘发扫描码（集 2）：0xF0 前缀 = 下一个码是"松开"，0xE0 前缀 = 扩展键，
|
||||||
|
// 方向键是扩展键（↑ = E0 75、↓ = E0 72、← = E0 6B、→ = E0 74），
|
||||||
|
// 所以解码器只对"按下"产生事件。键盘自动重复 = 按住方向键时连续移动。
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 跑法：
|
||||||
|
// xvlog srcs/rtl/cpu21_ps2_kbd.v srcs/tb/tb_ps2_kbd.v
|
||||||
|
// xelab -top tb_ps2_kbd -snapshot kbdsim
|
||||||
|
// xsim kbdsim -R
|
||||||
|
// =============================================================================
|
||||||
|
module tb_ps2_kbd;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg clk = 1'b0;
|
||||||
|
reg reset = 1'b1;
|
||||||
|
reg ps2_clk = 1'b1;
|
||||||
|
reg ps2_data = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ev_valid;
|
||||||
|
wire [7:0] ev_dx, ev_dy;
|
||||||
|
wire [4:0] ev_btn;
|
||||||
|
wire [15:0] rx_count;
|
||||||
|
|
||||||
|
always #10 clk = ~clk; // 50 MHz
|
||||||
|
|
||||||
|
cpu21_ps2_kbd dut (
|
||||||
|
.clk (clk),
|
||||||
|
.reset (reset),
|
||||||
|
.ps2_clk_i (ps2_clk),
|
||||||
|
.ps2_data_i (ps2_data),
|
||||||
|
.ev_valid_o (ev_valid),
|
||||||
|
.ev_dx_o (ev_dx),
|
||||||
|
.ev_dy_o (ev_dy),
|
||||||
|
.ev_btn_o (ev_btn),
|
||||||
|
.rx_count_o (rx_count)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// 发一个 PS/2 位：先摆数据，稳定后拉低时钟（DUT 在下降沿采样）
|
||||||
|
task send_bit;
|
||||||
|
input b;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
ps2_data = b;
|
||||||
|
#(10_000);
|
||||||
|
ps2_clk = 1'b0;
|
||||||
|
#(20_000);
|
||||||
|
ps2_clk = 1'b1;
|
||||||
|
#(20_000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 发一个字节：起始 0 + 8 位数据(LSB first) + 奇校验 + 停止 1
|
||||||
|
task send_byte;
|
||||||
|
input [7:0] d;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
reg p;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
p = ~^d; // 奇校验
|
||||||
|
send_bit(1'b0);
|
||||||
|
for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
|
||||||
|
send_bit(d[i]);
|
||||||
|
send_bit(p);
|
||||||
|
send_bit(1'b1);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 校验位错的字节（应被整帧丢掉）
|
||||||
|
task send_byte_bad_parity;
|
||||||
|
input [7:0] d;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
send_bit(1'b0);
|
||||||
|
for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
|
||||||
|
send_bit(d[i]);
|
||||||
|
send_bit(^d);
|
||||||
|
send_bit(1'b1);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
integer n_ev = 0;
|
||||||
|
integer ok = 1;
|
||||||
|
integer exp_dx, exp_dy, exp_btn;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (ev_valid) begin
|
||||||
|
n_ev = n_ev + 1;
|
||||||
|
$display(" [kbd] event #%0d: dx=%0d dy=%0d btn=%b", n_ev, $signed(ev_dx), $signed(ev_dy), ev_btn);
|
||||||
|
if ((exp_dx != 999) && ($signed(ev_dx) != exp_dx)) begin
|
||||||
|
$display(" [kbd] FAIL: 期望 dx=%0d", exp_dx);
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if ((exp_dy != 999) && ($signed(ev_dy) != exp_dy)) begin
|
||||||
|
$display(" [kbd] FAIL: 期望 dy=%0d", exp_dy);
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if ((exp_btn != 999) && (ev_btn != exp_btn)) begin
|
||||||
|
$display(" [kbd] FAIL: 期望 btn=%b", exp_btn);
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$display("[kbd] === PS/2 keyboard decode test ===");
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
reset = 1'b0;
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 校验错的字节（0x74）不能被当成"→"键
|
||||||
|
$display("[kbd] 校验位错的字节应该被丢掉");
|
||||||
|
exp_dx = 999; exp_dy = 999; exp_btn = 999;
|
||||||
|
send_byte_bad_parity(8'h74);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
if (n_ev != 0) begin
|
||||||
|
$display(" [kbd] FAIL: 校验错的帧不该产生事件");
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] 只发松开码 F0 75（不该有事件）");
|
||||||
|
send_byte(8'hF0);
|
||||||
|
send_byte(8'h75);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
if (n_ev != 0) begin
|
||||||
|
$display(" [kbd] FAIL: 松开码不该产生事件");
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] → 键（E0 74）期望 dx=+8");
|
||||||
|
exp_dx = 8; exp_dy = 0; exp_btn = 0;
|
||||||
|
send_byte(8'hE0);
|
||||||
|
send_byte(8'h74);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] ↑ 键（E0 75）期望 dy=-8");
|
||||||
|
exp_dx = 0; exp_dy = -8; exp_btn = 0;
|
||||||
|
send_byte(8'hE0);
|
||||||
|
send_byte(8'h75);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] Enter（5A）期望 btn=00001");
|
||||||
|
exp_dx = 0; exp_dy = 0; exp_btn = 5'b00001;
|
||||||
|
send_byte(8'h5A);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] 左 Shift（12）期望 btn=00010（软件里 = 插旗）");
|
||||||
|
exp_dx = 0; exp_dy = 0; exp_btn = 5'b00010;
|
||||||
|
send_byte(8'h12);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[kbd] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);
|
||||||
|
if ((ok == 0) || (n_ev != 4))
|
||||||
|
$display("[kbd] === FAIL ===");
|
||||||
|
else
|
||||||
|
$display("[kbd] === ALL PASS ===");
|
||||||
|
$finish;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
@@ -0,0 +1,148 @@
|
|||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
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||||||
|
// =============================================================================
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||||||
|
// tb_ps2_mouse —— 单独验证 PS/2 鼠标接收逻辑（不跑 CPU，几秒出结果）
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||||||
|
//
|
||||||
|
// 模拟 PS/2 鼠标发 3 字节包：
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||||||
|
// byte0 = 标志字节（bit3 必须为 1 才是有效的鼠标数据；bit0/1/2 = 左/右/中键）
|
||||||
|
// byte1 = dx（有符号） byte2 = dy（有符号）
|
||||||
|
// 检查 cpu21_ps2_mouse 是否给出正确的 ev_valid / ev_dx / ev_dy / ev_btn。
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// PS/2 时序：DUT 在 ps2_clk 的**下降沿**采样 ps2_data，所以这里先把数据摆好，
|
||||||
|
// 再拉低时钟。一帧 11 位 = 起始 0 + 8 位数据(LSB 先) + **奇校验** + 停止 1。
|
||||||
|
// 奇校验 = 校验位让 data + parity 共 9 位里 1 的个数为奇数（真设备就是这么发的）。
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 跑法（Vivado 的 xvlog/xelab/xsim 或其它仿真器都行）：
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||||||
|
// xvlog srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v srcs/tb/tb_ps2_mouse.v
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||||||
|
// xelab -top tb_ps2_mouse -snapshot ps2sim
|
||||||
|
// xsim ps2sim -R
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||||||
|
// =============================================================================
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||||||
|
module tb_ps2_mouse;
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||||||
|
|
||||||
|
reg clk = 1'b0;
|
||||||
|
reg reset = 1'b1;
|
||||||
|
reg ps2_clk = 1'b1;
|
||||||
|
reg ps2_data = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ev_valid;
|
||||||
|
wire [7:0] ev_dx;
|
||||||
|
wire [7:0] ev_dy;
|
||||||
|
wire [4:0] ev_btn;
|
||||||
|
wire [15:0] rx_count;
|
||||||
|
|
||||||
|
always #10 clk = ~clk; // 50 MHz，和板上 CPU 主频一致
|
||||||
|
|
||||||
|
cpu21_ps2_mouse dut (
|
||||||
|
.clk (clk),
|
||||||
|
.reset (reset),
|
||||||
|
.ps2_clk_i (ps2_clk),
|
||||||
|
.ps2_clk_oe_o (),
|
||||||
|
.ps2_data_i (ps2_data),
|
||||||
|
.ps2_data_oe_o(),
|
||||||
|
.ev_valid_o (ev_valid),
|
||||||
|
.ev_dx_o (ev_dx),
|
||||||
|
.ev_dy_o (ev_dy),
|
||||||
|
.ev_btn_o (ev_btn),
|
||||||
|
.rx_count_o (rx_count)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// 发一个 PS/2 位：先摆数据，稳定后再拉低时钟（DUT 在下降沿采样）
|
||||||
|
task send_bit;
|
||||||
|
input b;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
ps2_data = b;
|
||||||
|
#(10_000);
|
||||||
|
ps2_clk = 1'b0;
|
||||||
|
#(20_000);
|
||||||
|
ps2_clk = 1'b1;
|
||||||
|
#(20_000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 发一个字节：起始 0 + 8 位数据(LSB first) + 奇校验 + 停止 1
|
||||||
|
task send_byte;
|
||||||
|
input [7:0] d;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
reg p;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
p = ~^d; // 奇校验：data + parity 里 1 的个数为奇数
|
||||||
|
send_bit(1'b0);
|
||||||
|
for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
|
||||||
|
send_bit(d[i]);
|
||||||
|
send_bit(p);
|
||||||
|
send_bit(1'b1);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 故意发一个校验位错的字节（用于确认校验真的在起作用）
|
||||||
|
task send_byte_bad_parity;
|
||||||
|
input [7:0] d;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
send_bit(1'b0);
|
||||||
|
for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
|
||||||
|
send_bit(d[i]);
|
||||||
|
send_bit(^d); // 错误的校验位
|
||||||
|
send_bit(1'b1);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
integer n_ev = 0;
|
||||||
|
integer ok = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (ev_valid) begin
|
||||||
|
n_ev = n_ev + 1;
|
||||||
|
$display(" [ps2] event #%0d: dx=%0d dy=%0d btn=%b", n_ev, $signed(ev_dx), $signed(ev_dy), ev_btn);
|
||||||
|
if (n_ev == 1) begin
|
||||||
|
if (($signed(ev_dx) != 8) || ($signed(ev_dy) != -8) || (ev_btn != 5'b00000)) begin
|
||||||
|
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000");
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (n_ev == 2) begin
|
||||||
|
if (($signed(ev_dx) != -3) || ($signed(ev_dy) != 5) || (ev_btn[0] != 1'b1)) begin
|
||||||
|
$display(" [ps2] FAIL: 第 2 包应为 dx=-3 dy=+5 btn=xxxx1");
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
integer rx_after_bad;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$display("[ps2] === PS/2 mouse receiver test ===");
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
reset = 1'b0;
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[ps2] 校验位错的字节应该被丢掉");
|
||||||
|
send_byte_bad_parity(8'h08);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
if (rx_count != 16'd0) begin
|
||||||
|
$display(" [ps2] FAIL: 校验错的帧不该被计数（rx_count=%0d）", rx_count);
|
||||||
|
ok = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
rx_after_bad = rx_count;
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[ps2] packet 1: flag=0x08(no button) dx=+8 dy=-8");
|
||||||
|
send_byte(8'h08);
|
||||||
|
send_byte(8'h08);
|
||||||
|
send_byte(8'hF8);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[ps2] packet 2: flag=0x09(left) dx=-3 dy=+5");
|
||||||
|
send_byte(8'h09);
|
||||||
|
send_byte(8'hFD);
|
||||||
|
send_byte(8'h05);
|
||||||
|
#(100_000);
|
||||||
|
|
||||||
|
$display("[ps2] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);
|
||||||
|
if ((rx_count != rx_after_bad + 16'd6) || (n_ev != 2) || (ok == 0))
|
||||||
|
$display("[ps2] === FAIL ===");
|
||||||
|
else
|
||||||
|
$display("[ps2] === ALL PASS ===");
|
||||||
|
$finish;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
+47
-24
@@ -19,7 +19,8 @@ saolei/
|
|||||||
|
|
||||||
配套硬件在 Vivado 工程里（不在本目录）：`srcs/rtl/cpu21_mmio.v`（外设中枢）、
|
配套硬件在 Vivado 工程里（不在本目录）：`srcs/rtl/cpu21_mmio.v`（外设中枢）、
|
||||||
`cpu21_vga.v`（显示）、`cpu21_seg7.v`（数码管）、`cpu21_pointer.v`（按键当鼠标）、
|
`cpu21_vga.v`（显示）、`cpu21_seg7.v`（数码管）、`cpu21_pointer.v`（按键当鼠标）、
|
||||||
`cpu21_ps2_mouse.v`（可选真鼠标）、`srcs/board/cpu21_board_top.v`（上板顶层）。
|
`cpu21_ps2_mouse.v` / `cpu21_ps2_kbd.v`（可选真鼠标/真键盘）、
|
||||||
|
`srcs/board/cpu21_board_top.v`（上板顶层）。
|
||||||
|
|
||||||
---
|
---
|
||||||
|
|
||||||
@@ -148,36 +149,58 @@ copy build\saolei.hex <仓库>\pipelined-cpu\srcs\rom\saolei.hex
|
|||||||
`cpu21_board_top.v` 就会加载 `cpu21_saolei_rom.vh`；不定义仍是原来的跑马灯程序。
|
`cpu21_board_top.v` 就会加载 `cpu21_saolei_rom.vh`；不定义仍是原来的跑马灯程序。
|
||||||
接 VGA 显示器，按 `CPU_RESETN` 复位 → 出现开始界面（标题 + 绿色按钮 + 闪动光标框）。
|
接 VGA 显示器，按 `CPU_RESETN` 复位 → 出现开始界面（标题 + 绿色按钮 + 闪动光标框）。
|
||||||
|
|
||||||
**操作**（默认用板上 5 向按键）：
|
**操作**（板载 5 向按键一直有效）：
|
||||||
|
|
||||||
| 操作 | 按键 |
|
| 操作 | 板载按键 | PS/2 设备（SW15 选） |
|
||||||
| ------------------------------------ | --------------------------------------- |
|
| ------------------------------------ | ------------------------------------- | ------------------------------------- |
|
||||||
| 移动光标 | `BTNU` / `BTND` / `BTNL` / `BTNR` |
|
| 移动光标 | `BTNU` / `BTND` / `BTNL` / `BTNR` | 键盘 `↑↓←→`（按住 = 连续）/ 鼠标移动 |
|
||||||
| 左键（揭开；在开始界面上 = 开始） | `BTNC` |
|
| 左键（揭开；开始界面 = 选难度/开始） | `BTNC` | 键盘 `Enter`/空格 / 鼠标左键 |
|
||||||
| 插旗模式（拨上去后左键 = 插/取消旗） | `SW0` 或 `SW3` |
|
| 右键（插旗 / 取消旗） | `SW3`（或 `SW0`）拨上 + `BTNC` | 键盘左 `Shift`/`F`/`C` / 鼠标右键 |
|
||||||
| 返回上一层（关卡内） | 把光标移到盘面**左上角黄格**再按 `BTNC` |
|
| 返回上一层（关卡内） | 光标移到盘面**左上角黄格**再按左键 | 同上 |
|
||||||
|
|
||||||
**鼠标**：默认按键；想用真鼠标就把顶层参数 `USE_PS2_MOUSE` 设为 1（需要 Digilent
|
**PS/2 键鼠**（板载 USB HOST 口，也可把 Pmod PS/2 插在 JA）：顶层参数
|
||||||
Pmod PS2 插在 JA + 一个 PS/2 鼠标）。`cpu21_ps2_mouse.v` 只实现了**接收**（发 0xF4
|
`USE_PS2_MOUSE` 默认为 1，鼠标解码器和键盘解码器都挂在同一根 PS/2 线上，**用 SW15
|
||||||
初始化要靠鼠标产生的时钟脉冲，不是固定延时能糊的，所以没写假的）；多数鼠标上电即上报，
|
选哪个生效**（0 = 键盘，1 = 鼠标）。键盘解的是扫描码集 2（`E0` 扩展前缀、`F0` 松开
|
||||||
需要 0xF4 的那种得自己补。USB 鼠标在这个核上不现实（协议栈放不下）。C 程序两种方式
|
前缀，只对按下产生事件），映射成与鼠标**完全一样**的事件格式，所以 C 代码一行不用改。
|
||||||
完全不用改。
|
接收器只做**接收**（不实现主机发 `0xF4` 使能上报）：多数键鼠上电即上报。上板时用
|
||||||
|
LED 诊断看“当前设备收到的字节数”（见根目录 README 的“PS/2 键鼠”一节）。
|
||||||
|
USB 鼠标在这个核上不现实（协议栈放不下）。
|
||||||
|
|
||||||
|
**踩过的坑（值得写进报告）**：`cpu21_ps2_mouse.v` 早期把 11 位帧**整体右移**、又在
|
||||||
|
停止位还没移进来时就判 `frame_q[10]`，并且把 PS/2 的**奇**校验当成**偶**校验判，结果
|
||||||
|
真设备发来的帧**全部被丢掉** —— 上板表现就是“插上鼠标毫无反应、收到的字节数恒为 0”，
|
||||||
|
很容易误判成硬件/跳线问题。现在帧按**位的下标**存（`frame_q[i]` = 第 i 位）、停止位
|
||||||
|
单独判（它就在当前拍的 `ps2_data` 上）、校验按奇校验判，并且
|
||||||
|
`srcs/tb/tb_ps2_mouse.v` / `tb_ps2_kbd.v` 两个自测里都带“故意发错校验 → 必须丢帧”
|
||||||
|
的用例。
|
||||||
|
|
||||||
## 6. 验证状态（说实话）
|
## 6. 验证状态（说实话）
|
||||||
|
|
||||||
| 部分 | 状态 |
|
| 部分 | 状态 |
|
||||||
| ------------------------------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------ |
|
| ------------------------------------------------------------------------------------ | -------------------------------------------------------------------------------- |
|
||||||
| C 工具链链路 | 本次修改后未验证：当前环境缺少 RISC-V 交叉编译器 |
|
| C 工具链链路 | 已实测通过：`text=4608 B, data=0, bss=2508 B`，**1152 条指令全部通过 ISA 检查** |
|
||||||
| `saolei.c` / `isr.c` / `start.c` / `linker.ld` | 本机 GCC 语法检查通过；目标 ISA 构建待工具链恢复后执行 |
|
| 游戏逻辑（布雷、`count_adj`、三档难度、`draw_tile`） | PC 侧独立测试通过（3 难度 × 40 局重算比对 + 端到端显示测试） |
|
||||||
| `cpu21_mmio.v` 扩展、`cpu21_vga.v`、`cpu21_seg7.v`、`cpu21_pointer.v`、板级顶层、XDC | `xvlog` 编译通过；未综合、未上板 |
|
| 仿真显示（`tb_saolei` / `tb_saolei_play` + `tools/fb2png.py`） | 通过：整屏 dump 能还原成 PNG，hard 盘面（30×16）整屏都能画出来 |
|
||||||
|
| `cpu21_mmio.v` / `cpu21_vga.v` / `cpu21_seg7.v` / `cpu21_pointer.v` / 板级顶层 / XDC | `xvlog` 编译通过；已综合、已上板 |
|
||||||
|
| 上板实测 | VGA 画面、开始界面、三档难度、开格/插旗、板载按键均已实测可用 |
|
||||||
|
| PS/2 键鼠 | 接收器逻辑有自测（`tb_ps2_mouse` / `tb_ps2_kbd`）；板载 USB HOST 口待复测 |
|
||||||
|
|
||||||
建议验证顺序：① 跑 `pipelined-cpu/tools/run_regress.ps1` 确认原来的跑马灯/中断/指令
|
建议验证顺序：① 跑 `pipelined-cpu/tools/run_regress.ps1` 确认跑马灯/中断/指令测试仍全
|
||||||
测试仍全 PASS；② 定义 `SAOLEI_ROM` 跑行为仿真，看有没有往 `0x2000` 起的显存写字节、
|
PASS；② 定义 `SAOLEI_ROM` 跑行为仿真（`tb_saolei` 会自动打完一局并 dump 显存）；
|
||||||
按键后有没有跳进 `0x200`；③ 再上板。
|
③ 上板看 VGA；④ 接键鼠时先用 `srcs/tb/tb_ps2_*` 确认解码无误，再看 LED 诊断确认板载
|
||||||
|
桥接芯片到底有没有转发你插的那个设备。
|
||||||
|
|
||||||
## 7. 已知可改进项
|
## 7. 已知可改进项
|
||||||
|
|
||||||
- **文字显示**：显存现在每格占 2 字节，字形编号扩展到 6 位，RTL 内置 A-Z 和数字/游戏
|
- **难度**：已按微软扫雷做成三档 —— `EASY` 9×9/10 雷、`NORMAL` 16×16/40 雷、
|
||||||
符号字模，开始界面显示 `MINES`、`EASY`、`NORMAL`、`HARD`、`START`。
|
`HARD` 30×16/99 雷。盘面尺寸是**运行期变量**（`g_bw/g_bh/g_mines/g_ncells`），
|
||||||
- 棋盘固定 16×16，开始界面可选 20/40/60 雷（16 是 2 的幂，索引全用移位，一次除法都不用）。
|
开始界面上点那一行就即时切换、重新画盘面；所有索引走 `IDX_R/IDX_C` 宏。
|
||||||
- `run_regress.ps1` 里还没有扫雷的自动测试项。
|
再想更大就要动 `bfs_q` 的打包方式（数据 RAM 只有 4 KB）。
|
||||||
|
- **输入**：板载 5 向按键、PS/2 鼠标、PS/2 键盘三种事件源在顶层合并成同一种格式
|
||||||
|
（±8 = 一格），键鼠用 SW15 切换（见上文“操作”）。
|
||||||
|
- **文字显示**：显存每格 2 字节（字形[5:0] + 颜色[2:0]），RTL 内置 A-Z 和数字/游戏
|
||||||
|
符号字模，开始界面显示 `MINES`、`EASY`、`NORMAL`、`HARD`、`START`。注意**字符颜色
|
||||||
|
不能取黑色**（黑字画在黑背景上等于看不见）。
|
||||||
|
- 回归覆盖：`run_regress.ps1` 里还没有扫雷的自动测试项（PS/2 接收器有单独的
|
||||||
|
`tb_ps2_mouse` / `tb_ps2_kbd`）；也还没有“自动玩一局 + 显存 dump + PNG 比对”的
|
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|
一键回归。
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||||||
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