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Alpha 1e5cb54c00 docs(readme): 记录上板实测出来的 PS/2 方向约定(鼠标 dy 取负)
上板已经确认:不定负号的表现就是“左右正常、上下反向”,不是解码错;
另外把“键鼠静止时一个字节都不发”写成显式提醒,避免再被误判成硬件坏。
2026-09-23 22:50:29 +08:00
Alpha 28c696ece2 fix(ps2): 鼠标 dy 方向取负(PS/2 正 dy = 上,软件正 dy = 下);键盘补 W/A/S/D 别名
上板实测:鼠标已能操作(说明“奇校验 + 帧按位的下标对齐”那个修复就是根因),
但上下是反的、左右正确 —— 这是两套约定的差异,不是解码错:
  * PS/2 鼠标原生约定:dx 正 = 右、**dy 正 = 上**
  * saolei.c 的约定:正 dx = 列 +1、**正 dy = 行 +1(向下)**,和 cpu21_pointer 的
    BTND = +8 一致
所以 cpu21_ps2_mouse 在拼包时把 dy 取负(dx 不动),三种事件源(板载按键 / PS/2 鼠标 /
PS/2 键盘)方向统一。

键盘:另加 W/A/S/D = 方向键(与 tools/play_saolei.tcl 里的别名保持一致),这样用普通
字母键也能测。

自测同步更新(都 ALL PASS):
  * tb_ps2_mouse:改发“鼠标向上”的 dy=+8,事件里必须得到 dy=-8;向下 dy=-5 -> +5
  * tb_ps2_kbd:新增 W(1D) -> dy=-8 用例
2026-09-23 22:50:19 +08:00
5 changed files with 42 additions and 10 deletions
+9
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@@ -347,6 +347,15 @@ Nexys4DDR 右上角那个 **USB HOST** 口不是给 FPGA 直连的 USB:板上
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
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”)。
两条**上板实测**出来的方向约定(都值得写进报告):
- **鼠标的 dy 要取负**:PS/2 的原生约定是「正 dx = 右、**正 dy = 鼠标上移**」,
而软件里「正 dx = 列 +1、**正 dy = 行 +1(向下)**」(板载按键 BTND 就是 +8),
所以 `cpu21_ps2_mouse.v` 在拼包时把 dy 取负、dx 不动。不定这个负号的表现就是
**左右正常、上下反向** —— 不是解码错。
- **键鼠静止时一个字节都不发**,所以“插上不动没反应”是正常的,必须一边按键/
移鼠标一边看 LED。
### 时钟:分频比怎么选(`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`)
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、
+9
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@@ -6,9 +6,13 @@
// 键盘只要产出**同样格式**的事件,软件一行都不用改。
//
// ↑ ↓ ← → 光标移动(dx/dy = ±8,恰好是软件里的"一格")
// W A S D 同上(别名,与 tools/play_saolei.tcl 一致)
// Enter / 空格 左键(开格)
// 左 Shift / F / C 右键(软件里右键 = 插旗)
//
// 方向约定跟软件对齐:**dy = +8 是向下**(与 cpu21_pointer 的 BTND、cpu21_ps2_mouse 一致),
// 所以 ↑ 发 dy = 248(= -8 的补码)。
//
// PS/2 键盘发扫描码(集 2):
// 0xF0 前缀 -> 下一个码是"松开"(break);0xE0 前缀 -> 下一个码是扩展键
// 方向键是扩展键:↑ = E0 75、↓ = E0 72、← = E0 6B、→ = E0 74
@@ -89,6 +93,11 @@ module cpu21_ps2_kbd (
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
// W/A/S/D 也当方向键(和 tools/play_saolei.tcl 里的别名保持一致)
8'h1D: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd248; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // W = ↑
8'h1B: begin ev_dx_o <= 8'd0; ev_dy_o <= 8'd8; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // S = ↓
8'h1C: begin ev_dx_o <= 8'd248; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // A = ←
8'h23: begin ev_dx_o <= 8'd8; ev_dy_o <= 8'd0; ev_btn_o <= 5'd0; ev_valid_o <= 1'b1; end // D = →
default: ;
endcase
end
+6 -3
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@@ -19,7 +19,8 @@
// 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;
// byte2 = dy,bit7 为符号位;dx 正 = 右,**dy 正 = 上**(PS/2 的原生方向),
// 而软件里正 dy = 下,所以上报前把 dy 取负,让鼠标和板载按键/键盘方向一致;
// 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
// cpu21_pointer 相同,即原始计数 = 1/8 格);
// 4) 本模块只做"接收",不实现主机→鼠标的命令发送(0xF4 使能上报)。多数
@@ -131,8 +132,10 @@ module cpu21_ps2_mouse (
end
8'd2: begin
byte_cnt_q <= 8'd0;
ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx
ev_dy_o <= frame_q[8:1]; // byte2 = dy
ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx(正 = 右,与软件一致)
// byte2 = dy:**PS/2 的正 dy 是鼠标上移**,而软件里正 dy = 光标下移
// (与 cpu21_pointer 的 BTND = +8 一致),所以这里要取负。
ev_dy_o <= 8'd0 - frame_q[8:1];
// 与 cpu21_mmio / mmio.h 一致:bit0=左键, bit1=右键, bit2=中键
ev_btn_o <= {2'b0, pkt_q[2], pkt_q[1], pkt_q[0]};
ev_valid_o <= 1'b1;
+7 -1
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@@ -4,6 +4,7 @@
//
// 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);
// 发 W(1D)应产生 dy=-8(W/A/S/D 别名);
// 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,
@@ -152,8 +153,13 @@ module tb_ps2_kbd;
send_byte(8'h12);
#(100_000);
$display("[kbd] W 键(1D)期望 dy=-8(W/A/S/D 是方向键别名)");
exp_dx = 0; exp_dy = -8; exp_btn = 0;
send_byte(8'h1D);
#(100_000);
$display("[kbd] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);
if ((ok == 0) || (n_ev != 4))
if ((ok == 0) || (n_ev != 5))
$display("[kbd] === FAIL ===");
else
$display("[kbd] === ALL PASS ===");
+11 -6
View File
@@ -11,6 +11,11 @@
// 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)。
//
// 方向约定:PS/2 的 **dx 正 = 右、dy 正 = 上**(真鼠标往上推,byte2 是正数);
// 而软件(saolei.c / cpu21_pointer)里 **dy 正 = 向下(行号增加)**,
// 所以 cpu21_ps2_mouse 上报前把 dy 取负 —— 本测试就是盯这个约定:
// 发“向上”的 dy,事件里必须得到负的 dy。
//
// 跑法(Vivado 的 xvlog/xelab/xsim 或其它仿真器都行):
// xvlog srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v srcs/tb/tb_ps2_mouse.v
// xelab -top tb_ps2_mouse -snapshot ps2sim
@@ -95,13 +100,13 @@ module tb_ps2_mouse;
$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");
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000(鼠标向上 -> 事件 dy 为负)");
ok = 0;
end
end
if (n_ev == 2) begin
if (($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");
$display(" [ps2] FAIL: 第 2 包应为 dx=-3 dy=+5 btn=xxxx1(鼠标向下 -> 事件 dy 为正)");
ok = 0;
end
end
@@ -125,16 +130,16 @@ module tb_ps2_mouse;
end
rx_after_bad = rx_count;
$display("[ps2] packet 1: flag=0x08(no button) dx=+8 dy=-8");
$display("[ps2] packet 1: flag=0x08(no button) dx=+8 dy=+8(鼠标向右上移)");
send_byte(8'h08);
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");
$display("[ps2] packet 2: flag=0x09(left) dx=-3 dy=-5(向左下移)");
send_byte(8'h09);
send_byte(8'hFD);
send_byte(8'h05);
send_byte(8'hFB);
#(100_000);
$display("[ps2] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);