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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
Alpha 9dfff16794 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
2026-09-23 22:35:50 +08:00
Alpha 9bbe6bc7eb debug(board): PS/2 诊断升级 —— 用 LED 直接看两根线的电平与活动
上板现象:板载按键正常(事件链没问题),USB HOST 口插罗技鼠标后 rx_count 一直是 0。
为了区分"芯片根本没发数据"和"我们的解码有问题",把 LED 高位改成:

  LED[15:6] = PS/2 收到的字节数低 10 位
  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[3]    = ps2_clk  当前电平
  LED[2:0]  仍是三路中断指示

(顺带确认:F4/B2 在官方母版里只属于 USB HID (PS/2),没有被 SD/以太网等复用。)
2026-09-23 22:03:50 +08:00
Alpha 77dd102675 feat(board): 板载 USB HID 口接 PS/2 鼠标,与板载按键并存
Nexys4DDR 的 USB HOST 口由板上芯片把 USB 键鼠转成 PS/2 信号(官方母版
Nexys4DDR_Master.xdc 标明 ps2_clk = F4、ps2_data = B2),所以不用写 USB 协议栈。

- cpu21_board_top.v:
  * USE_PS2_MOUSE 默认打开;原来是 if/else 二选一(选鼠标就没按键),现在
    cpu21_pointer 与 cpu21_ps2_mouse 同时例化,两路事件在顶层合并成 ev_valid/
    ev_dx/ev_dy/ev_btn(同拍优先 PS/2),板载按键一个不删
  * 新增 DEBUG_PS2_RX_LED(默认 1):把 PS/2 收到的字节数显示到 LED[15:3]
    (LED[2:0] 仍是中断指示)。没有调试器时靠它判断 PS/2 到底有没有数据:
    鼠标一动数字就跳 = 通了;一直是 0 = 根本没收到
- cpu21_board_top.xdc:ps2_clk/ps2_data 从 Pmod JA(C17/D18)改到板载 USB HID
  (F4/B2),并在注释里留了改回 Pmod 的方法

软件侧不用改:鼠标事件与按键事件格式相同,且 PS/2 的 dx/dy 天然满足
"8 个计数 = 一格"(saolei.c 里就是 acc_x += dx; while (acc_x >= 8) 移动一格)。
额外好处:鼠标右键 = 插旗(handle_event 本来就支持)。
2026-09-23 21:50:18 +08:00
Alpha 64428bdd85 feat(tools): 仿真调试台适配新版显存,并修好 xsim 里跑 python 的环境问题
tb_saolei.v / tb_saolei_play.v:
- dump 从 1200 字节(1 字节/格)改成 2400 字节(每格 2 字节)
- 变量地址按新 ELF 更新(g_state 0x7AC、mine_bm 0x86C、g_ncells 0x8B4 ...)
- 已揭开格数直接读 opened_cnt(0x7B4),通关目标改成 g_ncells - g_mines

fb2png.py:
- 支持每格 2 字节(byte0 字形[5:0] / byte1 颜色[2:0])
- 字库不再手工抄表,改成直接解析 cpu21_vga.v 的 font_row(),RTL 加字模会自动跟随
- 字形 16..41 显示成 A-Z

play_saolei.tcl:
- 用绝对路径找系统 Python:xsim 的环境里 py 会选中 Vivado 自带的 python3.8,
  报 SRE module mismatch
- 清掉 PYTHONHOME/PYTHONPATH,否则系统 python 也会去 Vivado 的 lib 找模块
- render/save_shot 补 global python

实测:hard 模式 30x16 棋盘在终端正常显示,点击展开的区域横跨屏幕第 13~22 行
(含中线以下的 8 行)-> 证实 FB_WORDS 那个"只能写前 15 行"的 bug 已修好
2026-09-23 21:21:32 +08:00
Alpha 10d4836ad7 fix(saolei): 修 hard 模式光标到某一格就跳回最左边(列只有 5 位)
现象:只看 hard 模式时,光标移到某一排的某个格子后再往右,会跳回最左边。

原因:光标的列字段只有 5 位。
- 软件 update_cursor_reg():REG_CURSOR = (cur_c & 31u) | ...
- RTL cpu21_vga.v:cursor_here = (cursor_i[4:0] == ccol) && ...
hard 棋盘宽 30、左上角列 5,光标列能到 35,35 被掩成 3,于是画在第 3 列。
初级/中级列最大 25 以内,所以只有 hard 暴露出来;背景界面光标能走到列 39,
同样受影响。

改法:
- saolei.c:列掩码 31u -> 63u(6 位,覆盖 0..39)
- cpu21_vga.v:cursor_i[4:0] -> cursor_i[5:0]
2026-09-23 21:13:35 +08:00
Alpha 7e13571744 fix(saolei): 修显示/难度/数字三处问题(只本地提交)
1) 显示:VGA 的像素色 = 字模点 ? 字符色 : 背景色,而背景是黑的,所以 START 按钮上
   那几个 C_BLACK 字母的字形点和空白处全黑,整格看不见。改成黄色。
2) 难度:三档改成微软扫雷的真实尺寸 9x9/10、16x16/40、30x16/99(原来三档都是
   16x16,只有雷数不同)。棋盘尺寸由编译期常量改成运行期变量
   (g_bw/g_bh/g_board_r0/g_board_c0),所有索引改用 mul/divu/remu(这颗核都有),
   棋盘自动居中;BFS 加 seen_bm 去重,避免重复入队把队列撑满丢格。
3) RTL:cpu21_riscv_redirect_int_bpb 例化 cpu21_mmio 时漏传 FB_WORDS,mmio 用默认
   300,fb_ok 把显存写卡在前 300 字(前 15 行),屏幕下半部分永远刷不出来。
   补上 .FB_WORDS(FB_WORDS) 并给顶层加参数,mmio 默认值也改成 600。

验证:
- build.ps1:编译 + check_isa 指令白名单全部通过(新增的 mul/divu/remu 都合法)
- 棋盘逻辑(PC 上 gcc 跑 _tmp/logic,不改仓库):三档 x 40 局 x 全部格子,
  count_adj 与独立重算逐格一致,雷数、首点 3x3 安全区都正确
  -> 数字与雷位没有逻辑矛盾,看到的 3 旁边 4 个雷 应是显示层问题
2026-09-23 20:54:28 +08:00
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+113 -17
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@@ -13,20 +13,20 @@ risc-v/
├─ README.md 本文档 ├─ README.md 本文档
├─ pipelined-cpu/ Vivado 工程目录(也是源文件所在地) ├─ pipelined-cpu/ Vivado 工程目录(也是源文件所在地)
│ ├─ create_project.tcl 一键重建工程的 Tcl 脚本 │ ├─ create_project.tcl 一键重建工程的 Tcl 脚本
│ ├─ 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) │ ├─ 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)
│ │ 外设:cpu21_mmio.v(MMIO 中枢)、cpu21_vga.v(显示)、 │ │ 外设:cpu21_mmio.v(MMIO 中枢)、cpu21_vga.v(显示)、
│ │ cpu21_seg7.v(数码管)、cpu21_pointer.v(按键当鼠标)、 │ │ cpu21_seg7.v(数码管)、cpu21_pointer.v(按键当鼠标)、
│ │ cpu21_ps2_mouse.v(可选 PS/2 鼠标) │ │ cpu21_ps2_mouse.v / cpu21_ps2_kbd.v(PS/2 鼠标、键盘接收)
│ ├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层(时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚);四份 ROM 初始化: │ ├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层(时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚);四份 ROM 初始化:
│ │ cpu21_board_rom.vh / _fast.vh(跑马灯)、risc-v-intrupt-ccab.vh │ │ cpu21_board_rom.vh / _fast.vh(跑马灯)、risc-v-intrupt-ccab.vh
│ │ (课程中断综合测试程序)、cpu21_saolei_rom.vh(扫雷) │ │ (课程中断综合测试程序)、cpu21_saolei_rom.vh(扫雷)
│ ├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚与分频时钟约束(+ Nexys4DDR 母版) │ ├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚与分频时钟约束(+ Nexys4DDR 母版)
│ ├─ srcs/tb/*.v 三个测试平台 │ ├─ 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)
│ ├─ srcs/rom/*.hex 测试平台加载的 ROM 镜像 │ ├─ srcs/rom/*.hex 测试平台加载的 ROM 镜像
│ ├─ tools/ rv_asm.py(迷你汇编器)、hex2vh.py(hex → ROM 初始化)、 │ ├─ tools/ rv_asm.py(迷你汇编器)、hex2vh.py(hex → ROM 初始化)、
│ │ adapt_intrupt_ccab.py(课程中断程序 → 上板 ROM)、 │ │ adapt_intrupt_ccab.py(课程中断程序 → 上板 ROM)、
│ │ run_regress.ps1(一键回归)、check_rtl_text.ps1(RTL 文本体检)、 │ │ run_regress.ps1(一键回归)、check_rtl_text.ps1(RTL 文本体检)、
│ │ rars_f0c874c.jar(课程提供的 RARS 汇编器) │ │ rars_f0c874c.jar(课程提供的 RARS 汇编器)、play_saolei.tcl(命令行玩扫雷)
│ └─ programs/ 汇编源程序与期望值:跑马灯 demo、指令集/MMIO 测试、课程原始 │ └─ programs/ 汇编源程序与期望值:跑马灯 demo、指令集/MMIO 测试、课程原始
│ 资产(risc-v-benchmark_ccab、真值表),以及中断综合测试程序 │ 资产(risc-v-benchmark_ccab、真值表),以及中断综合测试程序
│ risc-v-intrupt-ccab.asm / .hex │ risc-v-intrupt-ccab.asm / .hex
@@ -97,7 +97,7 @@ risc-v/
| `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 | | `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 |
| `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) | | `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) |
| `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) | | `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) |
| `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 | | `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 |
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 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
"跳到关卡入口";`MAGIC`(`0xCAFE0001`/`0xCAFE0002`)可以读来自检 MMIO 是否活着。 "跳到关卡入口";`MAGIC`(`0xCAFE0001`/`0xCAFE0002`)可以读来自检 MMIO 是否活着。
@@ -165,14 +165,19 @@ risc-v/
| `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 | | `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 |
| `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) | | `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) |
| `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) | | `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) |
| `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 | | `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 |
| `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 | | `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 |
| `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 |
| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh` | — | 扫雷程序的 ROM 初始化(由`saolei/tools/build.ps1` 生成) | | `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh` | — | 扫雷程序的 ROM 初始化(由`saolei/tools/build.ps1` 生成) |
| `pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc` | — | Nexys4DDR 引脚约束 + 分频时钟(`create_generated_clock`) | | `pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc` | — | Nexys4DDR 引脚约束 + 分频时钟(`create_generated_clock`) |
| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | — | 片内 ROM 内容(生成文件,`rom[i] = 32'h…;`) | | `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | — | 片内 ROM 内容(生成文件,`rom[i] = 32'h…;`) |
| `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) | | `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) |
| `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) | | `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) |
| `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) | | `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) |
| `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) |
| `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`) |
| `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) |
| `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 |
| `pipelined-cpu/tools/rv_asm.py` | — | 迷你汇编器:`.asm` → 机器码 hex(`.lst` 带反汇编清单) | | `pipelined-cpu/tools/rv_asm.py` | — | 迷你汇编器:`.asm` → 机器码 hex(`.lst` 带反汇编清单) |
| `pipelined-cpu/tools/hex2vh.py` | — | hex →`pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh`(`rom[i] = 32'h…;` 初始化语句) | | `pipelined-cpu/tools/hex2vh.py` | — | hex →`pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh`(`rom[i] = 32'h…;` 初始化语句) |
@@ -249,19 +254,29 @@ risc-v/
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, 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,
软件端只用整数加减就能换算成格(不需要除法)。 软件端只用整数加减就能换算成格(不需要除法)。
- **`cpu21_ps2_mouse`**:可选的真鼠标,只实现接收:`ps2_clk` 下降沿把 11 位帧 - **`cpu21_ps2_mouse`**:可选的真鼠标,只实现接收:`ps2_clk` 下降沿把 11 位帧
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 **按位的下标**存进 `frame_q`(`frame_q[i]` = 第 i 位,所以字节 = `frame_q[8:1]`、
dx/dy/按键,产生 `ev_valid_o` 脉冲。 校验 = `frame_q[9]`、停止 = `frame_q[10]`),停下来后判“停止位 = 1 + 奇校验”,
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,
导致真设备的数据**全被丢掉**(上板表现为 `rx_count` 恒定 0):
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,
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。
- **`cpu21_ps2_kbd`**:可选的真键盘,扫描码集 2:`0xE0` = 扩展键前缀、`0xF0` = 松开
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
变成“连续移动”。产出的事件格式与鼠标**完全一致**(↑/↓/←/→ = dy/dx ±8,
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。
### 板级 ### 板级
- **`cpu21_board_top`**:把这些接起来并裁到 23 个引脚。内含参数化分频器 - **`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
(`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`)、复位同步器(异步置位 + 同步释放)、片内 (`CLK_DIV` / `CLK_DIV_INTRUPT`)、复位同步器(异步置位 + 同步释放)、片内
ROM(组合读、`nop` 填充、`ifdef` 链选程序)与 RAM(字节写使能 + 组合读、 ROM(组合读、`nop` 填充、`ifdef` 链选程序)与 RAM(字节写使能 + 组合读、
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 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
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 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
(`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)、 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
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)、
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 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
`led_we` 写入指示。 `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
摆到 LED 高位(`DEBUG_PS2_RX_LED`,见下文“PS/2 键鼠”)。
## 上板(Nexys4DDR + Vivado) ## 上板(Nexys4DDR + Vivado)
@@ -282,9 +297,65 @@ BPB/中断观测值)。如果直接把它设为实现顶层,这些端口会
| `rst_n` | C12 | 按键 CPU_RESETN(低有效) | 异步置位、与 CPU 时钟同步释放 | | `rst_n` | C12 | 按键 CPU_RESETN(低有效) | 异步置位、与 CPU 时钟同步释放 |
| `go` | N17 | 按键 BTNC | 对应原电路“继续运行”(`ecall` 停机后恢复执行) | | `go` | N17 | 按键 BTNC | 对应原电路“继续运行”(`ecall` 停机后恢复执行) |
| `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) | | `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) |
| `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 | | `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”) |
| `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) |
| `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) |
| `led_we` | R12 | LED16_B | MMIO 写入指示,每写一次拉长约 0.34 s @50 MHz | | `led_we` | R12 | LED16_B | MMIO 写入指示,每写一次拉长约 0.34 s @50 MHz |
### PS/2 键鼠(板载 USB HID 口,也可改接 Pmod JA)
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
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
(官方母版标明 `ps2_clk = F4`、`ps2_data = B2`)。所以 FPGA 侧只需要一个 PS/2
接收器,**不用写 USB 协议栈**。
| 接线方式 | 能不能用 | 说明 |
| ------------------------------------- | -------- | ---------------------------------------------------------------- |
| 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 |
| 2.4G USB 接收器 | 可以试 | 部分复合设备桥接芯片不转发 |
| 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 |
| 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` |
**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
键/移鼠标一边看。
**选设备:SW15 拨下(0)= PS/2 键盘,拨上(1)= PS/2 鼠标**(默认键盘)。两个
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:
键盘的扫描码会凑巧组成“合法的鼠标包”,会让光标乱跳。
诊断 LED(`DEBUG_PS2_RX_LED = 1`,默认开):
| LED | 含义 |
| ------------------ | ---------------------------------------------------------- |
| `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) |
| `LED[5]` | `ps2_clk` 有边沿活动(时钟在动就快速翻转) |
| `LED[4]` / `LED[3]` | `ps2_data` / `ps2_clk` 当前电平(静态,判断线有没有被拉死) |
| `LED[2:0]` | 三路中断指示(和其它模式一样) |
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/
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
(换有线模式,或改走 Pmod JA)。
| 操作 | 键盘 | 鼠标 |
| ---------------- | --------------------------------- | ---------- |
| 移动光标 | `↑` `↓` `←` `→` | 移动 |
| 左键(开始/开格) | `Enter`、空格 | 左键 |
| 右键(插旗) | 左键 `Shift`、`F`、`C` | 右键 |
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
事件与 `cpu21_pointer`、`cpu21_ps2_mouse` 格式完全相同(±8 = 一格),一样从 IRQ2
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`) ### 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、 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、
@@ -546,7 +617,7 @@ CPU 时钟 6.25 MHz → 50 MHz(快 8 倍),并且乘除法不再位于关
# 1) 生成扫雷的 ROM 镜像(改了 saolei/sw/*.c 之后必须重跑这一步) # 1) 生成扫雷的 ROM 镜像(改了 saolei/sw/*.c 之后必须重跑这一步)
cd saolei cd saolei
powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 ` powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 `
-Prefix 'C:\Users\29653\tools\risc-v\xpack-riscv-none-elf-gcc-15.2.0-1\bin\risc-none-elf-' -Prefix 'C:\Users\29653\tools\riscv\xpack-riscv-none-elf-gcc-15.2.0-1\bin\riscv-none-elf-'
# 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) # 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)
cd ..\pipelined-cpu cd ..\pipelined-cpu
@@ -564,6 +635,9 @@ cd ..\pipelined-cpu
| BTNU / BTND / BTNL / BTNR | 光标 上 / 下 / 左 / 右 | | BTNU / BTND / BTNL / BTNR | 光标 上 / 下 / 左 / 右 |
| BTNC | 左键:开始界面确认 / 关卡里开格 | | BTNC | 左键:开始界面确认 / 关卡里开格 |
| SW3 拨上 + BTNC | 插旗 / 取消旗 | | SW3 拨上 + BTNC | 插旗 / 取消旗 |
| SW15 = 1 | 改用 PS/2 鼠标(默认 SW15 = 0 = PS/2 键盘,见上文“PS/2 键鼠”) |
| 键盘 `↑↓←→` / `Enter`·空格 / 左`Shift`·`F`·`C` | 移动 / 左键 / 右键(插旗)—— 需 SW15 = 0 |
| 鼠标 移动 / 左键 / 右键 | 移动 / 左键 / 右键(插旗)—— 需 SW15 = 1 |
| SW0 / SW1 / SW2 | **别动**,它们会 OR 进外部中断线,一拨就可能触发中断 | | SW0 / SW1 / SW2 | **别动**,它们会 OR 进外部中断线,一拨就可能触发中断 |
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** 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**
@@ -571,7 +645,8 @@ cd ..\pipelined-cpu
### 扫雷:没有 VGA 显示器怎么玩(命令行仿真 + 每步截图) ### 扫雷:没有 VGA 显示器怎么玩(命令行仿真 + 每步截图)
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]), 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]、
高字节 = 颜色[2:0],共 2400 字节 = 600 字),
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。 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。
`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。 `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。
@@ -592,7 +667,7 @@ $rtl = (Get-ChildItem "$p\srcs\rtl\*.v").FullName
到 `xsim%` 提示符后(**`source` 要带 `-encoding utf-8`**,否则 xsim 按 GBK 读脚本会乱码): 到 `xsim%` 提示符后(**`source` 要带 `-encoding utf-8`**,否则 xsim 按 GBK 读脚本会乱码):
```text ```text
source -encoding utf-8 <仓库路径>/pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl source -encoding utf-8 D:/Desktop/risc-v-cpu/pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl
k c 左键点击(进关卡用这个) k c 左键点击(进关卡用这个)
k u/d/l/r 光标 上/下/左/右(也认 w/s/a/d) k u/d/l/r 光标 上/下/左/右(也认 w/s/a/d)
@@ -638,6 +713,27 @@ powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\run_regress.ps1
| 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` | | 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` |
| 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 |
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),
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:
```powershell
cd pipelined-cpu
$p = 'D:\Desktop\risc-v-cpu\pipelined-cpu'
# 鼠标接收器
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xvlog.bat' "$p\srcs\rtl\cpu21_ps2_mouse.v" "$p\srcs\tb\tb_ps2_mouse.v"
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -top tb_ps2_mouse -snapshot ps2m
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xsim.bat' ps2m -R # 期望 ALL PASS
# 键盘解码(把 mouse 换成 kbd)
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xvlog.bat' "$p\srcs\rtl\cpu21_ps2_kbd.v" "$p\srcs\tb\tb_ps2_kbd.v"
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -top tb_ps2_kbd -snapshot ps2k
& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xsim.bat' ps2k -R # 期望 ALL PASS
```
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** →
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”。
## 工程分享(Tcl 一键重建) ## 工程分享(Tcl 一键重建)
`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,
+111 -20
View File
@@ -15,6 +15,8 @@
// 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
// 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
// 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
// hid_sel (V10) -> 拨码开关 SW[15]:选 PS/2 设备(0 = 键盘,1 = 鼠标)
// sw_flag (R15) -> 拨码开关 SW[3]:插旗模式(软件读 INPUT 寄存器)
// led[15:0] -> 板载 LED[15:0]:LED[2:0] = 三路中断指示,从该路中断 // 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
@@ -52,8 +54,18 @@ module cpu21_board_top #(
// 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) // 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);
parameter integer USE_PS2_MOUSE = 0, // 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),
// 用 SW[15](端口 hid_sel)选哪个生效:0 = 键盘(默认),1 = 鼠标。
// 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。
parameter integer USE_PS2_MOUSE = 1,
// 调试:1 = 用 LED 高位显示 PS/2 诊断信息:
// 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)
// 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[3] = ps2_clk 当前电平
// LED[2:0] 始终是三路中断指示。
parameter integer DEBUG_PS2_RX_LED = 1,
// 5 向按键去抖的采样周期(CPU 周期数):上板默认 50000(1 ms @50 MHz)。 // 5 向按键去抖的采样周期(CPU 周期数):上板默认 50000(1 ms @50 MHz)。
// 仿真里可以传一个小值,让"按一下"在几十微秒内就被识别。 // 仿真里可以传一个小值,让"按一下"在几十微秒内就被识别。
parameter integer POINTER_SAMPLE_DIV = 50000 parameter integer POINTER_SAMPLE_DIV = 50000
@@ -67,6 +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)
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)
@@ -160,6 +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 鼠标收到的字节数(用于 LED 调试显示)
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)
@@ -337,7 +352,34 @@ module cpu21_board_top #(
end end
end end
assign led = {{13{1'b0}}, irq_led_q}; // ---- PS/2 输入诊断:把两根线的电平与活动情况摆到 LED 上,
// 便于判断"板载 USB HID 芯片到底有没有在发 PS/2 数据" ----
reg ps2_clk_s1, ps2_clk_s2, ps2_data_s1, ps2_data_s2;
reg [7:0] ps2_edge_cnt;
always @(posedge clk_cpu or posedge reset) begin
if (reset) begin
ps2_clk_s1 <= 1'b1;
ps2_clk_s2 <= 1'b1;
ps2_data_s1 <= 1'b1;
ps2_data_s2 <= 1'b1;
ps2_edge_cnt <= 8'd0;
end else begin
ps2_clk_s1 <= ps2_clk;
ps2_clk_s2 <= ps2_clk_s1;
ps2_data_s1 <= ps2_data;
ps2_data_s2 <= ps2_data_s1;
if (ps2_clk_s1 != ps2_clk_s2)
ps2_edge_cnt <= ps2_edge_cnt + 8'd1;
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)
wire [15:0] hid_rx_sel = hid_sel ? ps2_rx_count : kbd_rx_count;
// 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)
? {hid_rx_sel[9:0], ps2_edge_cnt[0], ps2_data_s2, ps2_clk_s2, irq_led_q}
: {{13{1'b0}}, irq_led_q};
reg [23:0] led_we_cnt; reg [23:0] led_we_cnt;
@@ -417,12 +459,40 @@ module cpu21_board_top #(
.dp_o (dp) .dp_o (dp)
); );
// ---- 鼠标事件源 ---- // ---- 鼠标事件源:板载按键 与 PS/2 鼠标**同时**有效(两路事件在顶层合并) ----
wire ev_valid; wire ev_valid;
wire [7:0] ev_dx, ev_dy; wire [7:0] ev_dx, ev_dy;
wire [4:0] ev_btn; wire [4:0] ev_btn;
wire [4:0] btn_vec = {go, btnu, btnd, btnl, btnr}; // {BTNC, BTNU, BTND, BTNL, BTNR} wire [4:0] btn_vec = {go, btnu, btnd, btnl, btnr}; // {BTNC, BTNU, BTND, BTNL, BTNR}
// 1) 板载按键:永远保留(BTNC 当左键、上下左右当移动、SW3 当插旗开关)
wire ptr_valid;
wire [7:0] ptr_dx, ptr_dy;
wire [4:0] ptr_btn;
cpu21_pointer #(
.SAMPLE_DIV(POINTER_SAMPLE_DIV)
) u_ptr (
.clk (clk_cpu),
.reset (reset),
.btn_i (btn_vec),
.ev_valid_o(ptr_valid),
.ev_dx_o (ptr_dx),
.ev_dy_o (ptr_dy),
.ev_btn_o (ptr_btn)
);
// 2) PS/2 鼠标:板载 USB HID 口经板上芯片转成 PS/2 信号(ps2_clk/ps2_data)
wire ps2_valid;
wire [7:0] ps2_dx, ps2_dy;
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)。
// 线上只有一个设备在说话,"是哪一个"用 SW[15] 告诉硬件(hid_sel)。
wire kbd_valid;
wire [7:0] kbd_dx, kbd_dy;
wire [4:0] kbd_btn;
generate generate
if (USE_PS2_MOUSE != 0) begin : g_ps2 if (USE_PS2_MOUSE != 0) begin : g_ps2
cpu21_ps2_mouse u_ps2 ( cpu21_ps2_mouse u_ps2 (
@@ -432,27 +502,48 @@ module cpu21_board_top #(
.ps2_clk_oe_o (), .ps2_clk_oe_o (),
.ps2_data_i (ps2_data), .ps2_data_i (ps2_data),
.ps2_data_oe_o(), .ps2_data_oe_o(),
.ev_valid_o (ev_valid), .ev_valid_o (ps2_valid),
.ev_dx_o (ev_dx), .ev_dx_o (ps2_dx),
.ev_dy_o (ev_dy), .ev_dy_o (ps2_dy),
.ev_btn_o (ev_btn), .ev_btn_o (ps2_btn),
.rx_count_o () .rx_count_o (ps2_rx_count)
); );
end else begin : g_btn
cpu21_pointer #( cpu21_ps2_kbd u_kbd (
.SAMPLE_DIV(POINTER_SAMPLE_DIV) .clk (clk_cpu),
) u_ptr ( .reset (reset),
.clk (clk_cpu), .ps2_clk_i (ps2_clk),
.reset (reset), .ps2_data_i (ps2_data),
.btn_i (btn_vec), .ev_valid_o (kbd_valid),
.ev_valid_o(ev_valid), .ev_dx_o (kbd_dx),
.ev_dx_o (ev_dx), .ev_dy_o (kbd_dy),
.ev_dy_o (ev_dy), .ev_btn_o (kbd_btn),
.ev_btn_o (ev_btn) .rx_count_o (kbd_rx_count)
); );
end else begin : g_no_ps2
assign ps2_valid = 1'b0;
assign ps2_dx = 8'd0;
assign ps2_dy = 8'd0;
assign ps2_btn = 5'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
// 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)
wire m_valid = ps2_valid & hid_sel; // SW[15] = 1 -> PS/2 鼠标
wire k_valid = kbd_valid & ~hid_sel; // SW[15] = 0 -> PS/2 键盘
// 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
`default_nettype wire `default_nettype wire
File diff suppressed because it is too large Load Diff
@@ -63,6 +63,9 @@ set_property -dict { PACKAGE_PIN M17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { btnr }
## 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)
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
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] }]
@@ -97,6 +100,9 @@ set_property -dict { PACKAGE_PIN D8 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_b[
set_property -dict { PACKAGE_PIN B11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_hs }] set_property -dict { PACKAGE_PIN B11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_hs }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_vs }] set_property -dict { PACKAGE_PIN B12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_vs }]
## PS/2 鼠标(可选:Pmod JA 插 Pmod PS2,顶层 USE_PS2_MOUSE=1) ## PS/2 鼠标:接**板载 USB HID 口**(板上芯片把 USB 键鼠转成 PS/2)
set_property -dict { PACKAGE_PIN C17 IOSTANDARD LVCMOS33 PULLUP true } [get_ports { ps2_clk }] ## Nexys4DDR_Master.xdc 里写明:ps2_clk = F4、ps2_data = B2
set_property -dict { PACKAGE_PIN D18 IOSTANDARD LVCMOS33 PULLUP true } [get_ports { ps2_data }] ## 顶层参数 USE_PS2_MOUSE=1 启用;板载按键仍然可用(两路事件在顶层合并)
## 若改用 Pmod JA 上的 Pmod PS2,把下面两行的引脚换成 C17 / D18 即可
set_property -dict { PACKAGE_PIN F4 IOSTANDARD LVCMOS33 PULLUP true } [get_ports { ps2_clk }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B2 IOSTANDARD LVCMOS33 PULLUP true } [get_ports { ps2_data }]
+1 -1
View File
@@ -42,7 +42,7 @@
// ----------------------------------------------------------------------------- // -----------------------------------------------------------------------------
module cpu21_mmio #( module cpu21_mmio #(
parameter [31:0] LED_ADDR = 32'h0000_1000, parameter [31:0] LED_ADDR = 32'h0000_1000,
parameter integer FB_WORDS = 300, parameter integer FB_WORDS = 600, // 600 字 = 2400 字节(40x30 格,每格 2 字节)
parameter integer FIFO_DEPTH = 16 parameter integer FIFO_DEPTH = 16
) ( ) (
input wire clk, input wire clk,
+151
View File
@@ -0,0 +1,151 @@
`timescale 1ns / 1ps
// =============================================================================
// cpu21_ps2_kbd —— PS/2 键盘接收(扫描码集 2),把按键映射成"鼠标事件"
//
// 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,
// 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
// 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,
// 于是按住方向键正好变成"连续移动"。
//
// 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
// 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。
// =============================================================================
module cpu21_ps2_kbd (
input wire clk,
input wire reset,
input wire ps2_clk_i,
input wire ps2_data_i,
output reg ev_valid_o, // 单周期脉冲
output reg [7:0] ev_dx_o, // 有符号,1/8 格(±8 = 一格)
output reg [7:0] ev_dy_o,
output reg [4:0] ev_btn_o, // bit0 = 左键, bit1 = 右键
output reg [15:0] rx_count_o // 收到的字节数(调试观察用)
);
// ---- 两级同步 ----
reg ps2_clk_s1, ps2_clk_s2, ps2_data_s1, ps2_data_s2;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
ps2_clk_s1 <= 1'b1;
ps2_clk_s2 <= 1'b1;
ps2_data_s1 <= 1'b1;
ps2_data_s2 <= 1'b1;
end
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
wire clk_fall = ~ps2_clk_s1 & ps2_clk_s2;
reg [3:0] bit_cnt_q;
reg [10:0] frame_q;
reg brk_q; // 刚收到 0xF0:下一个码是松开
reg ext_q; // 刚收到 0xE0:下一个码是扩展键
// 11 位里 data + parity 共 9 位,PS/2 是**奇校验**:1 的个数应为奇数
function automatic parity_ok(input [8:0] dp); // dp = {parity, d7..d0}
parity_ok = ^dp;
endfunction
// 处理一个扫描码(按下才产生事件)
task handle_code;
input [7:0] sc;
reg pressed;
begin
rx_count_o <= rx_count_o + 16'd1;
pressed = (brk_q == 1'b0); // 0xF0 之后的码是"松开"
brk_q <= 1'b0;
if (sc == 8'hE0)
ext_q <= 1'b1; // 扩展前缀
else if (sc == 8'hF0)
brk_q <= 1'b1; // 断码前缀
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)
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
// 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
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)
if ((sc != 8'hE0) && (sc != 8'hF0))
ext_q <= 1'b0;
end
endtask
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
+29 -18
View File
@@ -4,17 +4,23 @@
// ----------------------------------------------------------------------------- // -----------------------------------------------------------------------------
// 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;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 // 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); // 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 // 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
@@ -76,9 +82,9 @@ 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 +101,20 @@ 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。
bit_cnt_q <= 4'd1; 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 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
@@ -123,8 +132,10 @@ module cpu21_ps2_mouse (
end end
8'd2: begin 8'd2: begin
byte_cnt_q <= 8'd0; byte_cnt_q <= 8'd0;
ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx(正 = 右,与软件一致)
ev_dy_o <= frame_q[8:1]; // byte2 = dy // 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 // 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_btn_o <= {2'b0, pkt_q[2], pkt_q[1], pkt_q[0]};
ev_valid_o <= 1'b1; ev_valid_o <= 1'b1;
@@ -48,7 +48,11 @@ module cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
// MMIO:LED 数据寄存器地址(默认 0x0000_1000,位于 4 KB 数据 RAM 之外)。 // MMIO:LED 数据寄存器地址(默认 0x0000_1000,位于 4 KB 数据 RAM 之外)。
parameter [31:0] LED_ADDR = 32'h0000_1000, parameter [31:0] LED_ADDR = 32'h0000_1000,
// ustatus 复位值。详见 cpu21_riscv_irq_ctrl 中的说明。 // ustatus 复位值。详见 cpu21_riscv_irq_ctrl 中的说明。
parameter [31:0] USTATUS_INIT = 32'h0000_0001 parameter [31:0] USTATUS_INIT = 32'h0000_0001,
// 显存字数:600 字 = 2400 字节 = 40x30 格、每格 2 字节(字形 + 颜色)。
// 必须传给 cpu21_mmio:它的 fb_ok 是 (fb_widx < FB_WORDS),不传就会
// 把显存写卡在前 300 字(前 15 行),屏幕下半部分永远刷不出来。
parameter integer FB_WORDS = 600
) ( ) (
input wire clk, input wire clk,
input wire reset, input wire reset,
@@ -69,7 +73,7 @@ module cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
output wire [31:0] seg_data_o, // 七段数码管:8 位十六进制数 output wire [31:0] seg_data_o, // 七段数码管:8 位十六进制数
output wire seg_valid_o, output wire seg_valid_o,
output wire fb_we_o, // 显存写端口(板级顶层的双口 RAM) output wire fb_we_o, // 显存写端口(板级顶层的双口 RAM)
output wire [ 9:0] fb_waddr_o, // 显存字地址(0..299) output wire [ 9:0] fb_waddr_o, // 显存字地址(0..599)
output wire [31:0] fb_wdata_o, output wire [31:0] fb_wdata_o,
output wire [ 3:0] fb_wstrb_o, output wire [ 3:0] fb_wstrb_o,
input wire [31:0] fb_rdata_i, // 显存读回(组合) input wire [31:0] fb_rdata_i, // 显存读回(组合)
@@ -479,7 +483,8 @@ module cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
wire mmio_rdata_hit; wire mmio_rdata_hit;
cpu21_mmio #( cpu21_mmio #(
.LED_ADDR(LED_ADDR) .LED_ADDR(LED_ADDR),
.FB_WORDS(FB_WORDS)
) u_mmio ( ) u_mmio (
.clk (clk), .clk (clk),
.reset (reset), .reset (reset),
+3 -1
View File
@@ -280,7 +280,9 @@ module cpu21_vga #(
// VGA 上和图里都能一眼看到指针。想改回闪动:把 blink_q 加回来, // VGA 上和图里都能一眼看到指针。想改回闪动:把 blink_q 加回来,
// 再在 cursor_box 里与上 blink 即可。 // 再在 cursor_box 里与上 blink 即可。
// --------------------------------------------------------------------------- // ---------------------------------------------------------------------------
wire cursor_here = (cursor_i[4:0] == ccol) && (cursor_i[12:8] == crow); // 列必须比 6 位(0..39):hard 难度的棋盘宽 30,光标能到列 35,
// 以前这里只取 [4:0],35 被当成 3,光标会“跳回最左边”。
wire cursor_here = (cursor_i[5:0] == ccol) && (cursor_i[12:8] == crow);
wire on_border = (hx[3:0] < 4'd2) || (hx[3:0] > 4'd13) || (vy[3:0] < 4'd2) || (vy[3:0] > 4'd13); wire on_border = (hx[3:0] < 4'd2) || (hx[3:0] > 4'd13) || (vy[3:0] < 4'd2) || (vy[3:0] > 4'd13);
wire cursor_box = cursor_here && ctrl_i[0] && on_border; wire cursor_box = cursor_here && ctrl_i[0] && on_border;
+1
View File
@@ -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 (),
+169
View File
@@ -0,0 +1,169 @@
`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);
// 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,
// 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] 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 != 5))
$display("[kbd] === FAIL ===");
else
$display("[kbd] === ALL PASS ===");
$finish;
end
endmodule
+153
View File
@@ -0,0 +1,153 @@
`timescale 1ns / 1ps
// =============================================================================
// tb_ps2_mouse —— 单独验证 PS/2 鼠标接收逻辑(不跑 CPU,几秒出结果)
//
// 模拟 PS/2 鼠标发 3 字节包:
// 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)。
//
// 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
// xsim ps2sim -R
// =============================================================================
module tb_ps2_mouse;
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
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000(鼠标向上 -> 事件 dy 为负)");
ok = 0;
end
end
if (n_ev == 2) begin
if (($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(鼠标向下 -> 事件 dy 为正)");
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(鼠标向右上移)");
send_byte(8'h08);
send_byte(8'h08);
send_byte(8'h08);
#(100_000);
$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'hFB);
#(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
+41 -32
View File
@@ -215,18 +215,23 @@ module tb_saolei;
end end
endtask endtask
// g_exit=0x04 g_in_level=0x08 acc_y=0x40C acc_x=0x410 cur_c=0x414 // 最新版(显存每格 2 字节、难度三档不同尺寸)变量地址:
// cur_r=0x418 g_first_done=0x420 g_state=0x424 // g_exit=0x04 g_in_level=0x08 acc_y=0x78C acc_x=0x790 cur_c=0x794
// g_evq_lost=0x490 g_evq_tail=0x494 g_evq_head=0x498 // cur_r=0x798 g_difficulty=0x7A0 g_mines=0x7A4 g_first_done=0x7A8
// g_state=0x7AC flags_cnt=0x7B0 opened_cnt=0x7B4
// flag_bm=0x7F4 open_bm=0x830 mine_bm=0x86C
// g_ncells=0x8B4 g_evq_lost=0x8C0 g_evq_tail=0x8C4 g_evq_head=0x8C8
task dump_vars; task dump_vars;
begin begin
$display(" [vars] exit=%0d in_level=%0d cur=(r%0d,c%0d) acc=(%0d,%0d) first=%0d state=%0d lost=%0d evq(h=%0d,t=%0d)", $display(" [vars] exit=%0d in_level=%0d cur=(r%0d,c%0d) acc=(%0d,%0d) diff=%0d mines=%0d first=%0d state=%0d flags=%0d opened=%0d lost=%0d evq(h=%0d,t=%0d)",
dut.ram[32'h0004 >> 2], dut.ram[32'h0008 >> 2], dut.ram[32'h0004 >> 2], dut.ram[32'h0008 >> 2],
dut.ram[32'h0418 >> 2], dut.ram[32'h0414 >> 2], dut.ram[32'h0798 >> 2], dut.ram[32'h0794 >> 2],
dut.ram[32'h0410 >> 2], dut.ram[32'h040C >> 2], dut.ram[32'h0790 >> 2], dut.ram[32'h078C >> 2],
dut.ram[32'h0420 >> 2], dut.ram[32'h0424 >> 2], dut.ram[32'h07A0 >> 2], dut.ram[32'h07A4 >> 2],
dut.ram[32'h0490 >> 2], dut.ram[32'h07A8 >> 2], dut.ram[32'h07AC >> 2],
dut.ram[32'h0498 >> 2], dut.ram[32'h0494 >> 2]); dut.ram[32'h07B0 >> 2], dut.ram[32'h07B4 >> 2],
dut.ram[32'h08C0 >> 2],
dut.ram[32'h08C8 >> 2], dut.ram[32'h08C4 >> 2]);
end end
endtask endtask
@@ -235,7 +240,7 @@ module tb_saolei;
integer k2, b2; integer k2, b2;
begin begin
nz_cnt = 0; nz_cnt = 0;
for (k2 = 0; k2 < 300; k2 = k2 + 1) for (k2 = 0; k2 < 600; k2 = k2 + 1)
for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1) for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1)
if (dut.fb[k2][b2*8 +: 8] != 8'h00) if (dut.fb[k2][b2*8 +: 8] != 8'h00)
nz_cnt = nz_cnt + 1; nz_cnt = nz_cnt + 1;
@@ -247,8 +252,8 @@ module tb_saolei;
$fwrite(fh, "CURSOR %0d %0d\n", cursor_row, cursor_col); $fwrite(fh, "CURSOR %0d %0d\n", cursor_row, cursor_col);
$fwrite(fh, "CTRL 0x%02X\n", dut.u_vga.ctrl_i[7:0]); $fwrite(fh, "CTRL 0x%02X\n", dut.u_vga.ctrl_i[7:0]);
$fwrite(fh, "STATS fb_we=%0d nonzero=%0d\n", fb_we_cnt, nz_cnt); $fwrite(fh, "STATS fb_we=%0d nonzero=%0d\n", fb_we_cnt, nz_cnt);
$fwrite(fh, "FB 1200\n"); $fwrite(fh, "FB 2400\n");
for (w = 0; w < 300; w = w + 1) for (w = 0; w < 600; w = w + 1)
for (b = 0; b < 4; b = b + 1) for (b = 0; b < 4; b = b + 1)
$fwrite(fh, "%02X\n", dut.fb[w][b*8 +: 8]); $fwrite(fh, "%02X\n", dut.fb[w][b*8 +: 8]);
$fclose(fh); $fclose(fh);
@@ -261,7 +266,7 @@ module tb_saolei;
endtask endtask
// ---------------------------------------------------------------- 完整一局用的工具 // ---------------------------------------------------------------- 完整一局用的工具
// 从 RAM 的位图里取一位(mine_bm @0x470 / open_bm @0x450,字内小端) // 从 RAM 的位图里取一位(mine_bm @0x86C / open_bm @0x830 / flag_bm @0x7F4)
function integer bitof; function integer bitof;
input integer base; input integer base;
input integer idx; input integer idx;
@@ -270,14 +275,11 @@ module tb_saolei;
end end
endfunction endfunction
// 已揭开格数(直接数 open_bm 的 1),目标 = 256 - 40 = 216 // 已揭开格数:直接读程序里的 opened_cnt(0x7B4)
integer open_n; integer open_n;
task count_open; task count_open;
integer k3;
begin begin
open_n = 0; open_n = dut.ram[32'h07B4 >> 2];
for (k3 = 0; k3 < 256; k3 = k3 + 1)
open_n = open_n + bitof(32'h0000_0450, k3);
end end
endtask endtask
@@ -376,7 +378,7 @@ module tb_saolei;
for (cc = 0; cc < 16; cc = cc + 1) begin for (cc = 0; cc < 16; cc = cc + 1) begin
idx = rr * 16 + cc; idx = rr * 16 + cc;
goto_cell(rr, cc); goto_cell(rr, cc);
if (bitof(32'h0000_0470, idx) != 0) begin if (bitof(32'h0000_086C, idx) != 0) begin
sw_flag = 1'b1; sw_flag = 1'b1;
#(30 * 1000); #(30 * 1000);
click_t; click_t;
@@ -388,18 +390,20 @@ module tb_saolei;
// 中途退出关卡就立即报警并收手 // 中途退出关卡就立即报警并收手
if (dut.ram[32'h0008 >> 2] == 0) begin if (dut.ram[32'h0008 >> 2] == 0) begin
$display(" [game] *** 在盘面 (%0d,%0d) 处退出了关卡!cur=(%0d,%0d) state=%0d", $display(" [game] *** 在盘面 (%0d,%0d) 处退出了关卡!cur=(%0d,%0d) state=%0d",
rr, cc, dut.ram[32'h0418 >> 2], dut.ram[32'h0414 >> 2], rr, cc, dut.ram[32'h0798 >> 2], dut.ram[32'h0794 >> 2],
dut.ram[32'h0424 >> 2]); dut.ram[32'h07AC >> 2]);
disable sweep_blk; disable sweep_blk;
end end
// 赢了/输了也收手 // 赢了/输了也收手
if (dut.ram[32'h0424 >> 2] != 0) if (dut.ram[32'h07AC >> 2] != 0)
disable sweep_blk; disable sweep_blk;
end end
count_open; count_open;
$display(" [game] 第 %0d 行扫完:已揭开 %0d / 216, state=%0d, 旗=%0d, cur=(%0d,%0d)", $display(" [game] 第 %0d 行扫完:已揭开 %0d / %0d, state=%0d, 旗=%0d, cur=(%0d,%0d)",
rr, open_n, dut.ram[32'h0424 >> 2], dut.ram[32'h0428 >> 2], rr, open_n,
dut.ram[32'h0418 >> 2], dut.ram[32'h0414 >> 2]); (dut.ram[32'h08B4 >> 2] - dut.ram[32'h07A4 >> 2]),
dut.ram[32'h07AC >> 2], dut.ram[32'h07B0 >> 2],
dut.ram[32'h0798 >> 2], dut.ram[32'h0794 >> 2]);
if (rr == 3) if (rr == 3)
dump_fb("fb_10_sweep_a.txt"); dump_fb("fb_10_sweep_a.txt");
if (rr == 7) if (rr == 7)
@@ -424,31 +428,36 @@ module tb_saolei;
click_t; click_t;
#(2 * 1000000); #(2 * 1000000);
dump_fb("fb_01_level.txt"); dump_fb("fb_01_level.txt");
$display(" [game] 进关卡:in_level=%0d state=%0d", dut.ram[32'h0008 >> 2], dut.ram[32'h0424 >> 2]); $display(" [game] 进关卡:in_level=%0d state=%0d", dut.ram[32'h0008 >> 2], dut.ram[32'h07AC >> 2]);
// 3) 关卡内点盘面中心一格:放雷 + 首次展开(第一下必安全) // 3) 关卡内点盘面中心一格:放雷 + 首次展开(第一下必安全)
click; click;
#(3 * 1000000); #(3 * 1000000);
dump_fb("fb_02_firstclick.txt"); dump_fb("fb_02_firstclick.txt");
count_open; count_open;
$display(" [game] 首次点击后:first=%0d 已揭开 %0d / 216 state=%0d", $display(" [game] 首次点击后:first=%0d 已揭开 %0d / %0d state=%0d diff=%0d",
dut.ram[32'h0420 >> 2], open_n, dut.ram[32'h0424 >> 2]); dut.ram[32'h07A8 >> 2], open_n,
(dut.ram[32'h08B4 >> 2] - dut.ram[32'h07A4 >> 2]),
dut.ram[32'h07AC >> 2], dut.ram[32'h07A0 >> 2]);
// 4) 蛇形扫完全盘:揭开全部 216 个安全格 + 给 40 颗雷插旗 -> 目标通关 // 4) 蛇形扫完全盘:揭开全部 216 个安全格 + 给 40 颗雷插旗 -> 目标通关
sweep_board; sweep_board;
#(3 * 1000000); #(3 * 1000000);
dump_fb("fb_13_after_sweep.txt"); dump_fb("fb_13_after_sweep.txt");
count_open; count_open;
$display(" [game] 扫完后:已揭开 %0d / 216, 旗=%0d, state=%0d, 丢事件=%0d", $display(" [game] 扫完后:已揭开 %0d / %0d, 旗=%0d, state=%0d, 丢事件=%0d",
open_n, dut.ram[32'h0428 >> 2], dut.ram[32'h0424 >> 2], dut.ram[32'h0490 >> 2]); open_n, (dut.ram[32'h08B4 >> 2] - dut.ram[32'h07A4 >> 2]),
dut.ram[32'h07B0 >> 2], dut.ram[32'h07AC >> 2], dut.ram[32'h08C0 >> 2]);
// 5) 通关后再点一下 = 返回背景(回到开始界面) // 5) 通关后再点一下 = 返回背景(回到开始界面)
click_t; click_t;
#(3 * 1000000); #(3 * 1000000);
dump_fb("fb_14_back_to_start.txt"); dump_fb("fb_14_back_to_start.txt");
$display(" [game] === 结束:state=%0d(1=WIN 2=LOSE)已揭开 %0d/216 旗=%0d 丢事件=%0d ===", $display(" [game] === 结束:state=%0d(1=WIN 2=LOSE)已揭开 %0d/%0d 旗=%0d 丢事件=%0d ===",
dut.ram[32'h0424 >> 2], open_n, dut.ram[32'h0428 >> 2], dut.ram[32'h0490 >> 2]); dut.ram[32'h07AC >> 2], open_n,
(dut.ram[32'h08B4 >> 2] - dut.ram[32'h07A4 >> 2]),
dut.ram[32'h07B0 >> 2], dut.ram[32'h08C0 >> 2]);
$finish; $finish;
end end
+2 -2
View File
@@ -189,8 +189,8 @@ module tb_saolei_play;
$fwrite(df, "CURSOR %0d %0d\n", $fwrite(df, "CURSOR %0d %0d\n",
dut.u_vga.cursor_i[12:8], dut.u_vga.cursor_i[4:0]); dut.u_vga.cursor_i[12:8], dut.u_vga.cursor_i[4:0]);
$fwrite(df, "CTRL 0x%02X\n", dut.u_vga.ctrl_i[7:0]); $fwrite(df, "CTRL 0x%02X\n", dut.u_vga.ctrl_i[7:0]);
$fwrite(df, "FB 1200\n"); $fwrite(df, "FB 2400\n");
for (w2 = 0; w2 < 300; w2 = w2 + 1) for (w2 = 0; w2 < 600; w2 = w2 + 1)
for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1) for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1)
$fwrite(df, "%02X\n", dut.fb[w2][b2*8 +: 8]); $fwrite(df, "%02X\n", dut.fb[w2][b2*8 +: 8]);
$fclose(df); $fclose(df);
+20 -4
View File
@@ -34,6 +34,22 @@
set script_dir [file dirname [file normalize [info script]]] set script_dir [file dirname [file normalize [info script]]]
set fb2png [file normalize [file join $script_dir .. .. saolei tools fb2png.py]] set fb2png [file normalize [file join $script_dir .. .. saolei tools fb2png.py]]
# 找系统 Python:xsim 的 PATH 里带着 Vivado 自带的 python3.8,直接 exec py 会撞上它
# (SRE module mismatch),所以用绝对路径优先。
proc find_python {} {
foreach ver {314 313 312 311 310} {
set c [file join $::env(LOCALAPPDATA) Programs Python "Python$ver" python.exe]
if {[file exists $c]} { return $c }
}
return "py"
}
set python [find_python]
# xsim 的进程环境里带着 Vivado 的 PYTHONHOME,会让**系统 python** 也去 Vivado 的
# lib 里找模块(SRE module mismatch)。清掉它,子进程才不会继承。
catch { unset ::env(PYTHONHOME) }
catch { unset ::env(PYTHONPATH) }
puts " (python: $python)"
# 按键字符 -> 人类可读的动作(只用于回显) # 按键字符 -> 人类可读的动作(只用于回显)
array set KEYNAME { array set KEYNAME {
c "左键点击" u "上" w "上" d "下" s "下" c "左键点击" u "上" w "上" d "下" s "下"
@@ -56,12 +72,12 @@ if {![file exists "cmd.txt"]} {
# 把 now.txt 渲染到终端(ANSI 彩色棋盘) # 把 now.txt 渲染到终端(ANSI 彩色棋盘)
proc render {} { proc render {} {
global fb2png global fb2png python
if {![file exists "now.txt"]} { if {![file exists "now.txt"]} {
puts " (now.txt not ready yet - run a bit first)" puts " (now.txt not ready yet - run a bit first)"
return return
} }
if {[catch { exec py $fb2png --term now.txt >@stdout 2>@stderr } err]} { if {[catch { exec $python $fb2png --term now.txt >@stdout 2>@stderr } err]} {
puts " render failed: $err" puts " render failed: $err"
puts " try manually: py \"$fb2png\" --term now.txt" puts " try manually: py \"$fb2png\" --term now.txt"
} }
@@ -85,11 +101,11 @@ file mkdir $shot_dir
set shot_n 0 set shot_n 0
proc save_shot {tag} { proc save_shot {tag} {
global fb2png shot_dir global fb2png shot_dir python
if {![file exists "now.txt"]} { return } if {![file exists "now.txt"]} { return }
incr ::shot_n incr ::shot_n
set name [format "%s/%03d_%s.png" $shot_dir $::shot_n $tag] set name [format "%s/%03d_%s.png" $shot_dir $::shot_n $tag]
if {[catch { exec py $fb2png --quiet now.txt $name } err]} { if {[catch { exec $python $fb2png --quiet now.txt $name } err]} {
puts " (screenshot failed: $err)" puts " (screenshot failed: $err)"
return return
} }
+48 -25
View File
@@ -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
一键回归。
+123 -82
View File
@@ -18,13 +18,24 @@
* ---------------------------------------------------------------------------*/ * ---------------------------------------------------------------------------*/
#include "mmio.h" #include "mmio.h"
#define BW 16u /* 棋盘宽(格) */ /* 三档难度完全照微软扫雷:初级 9x9/10 雷、中级 16x16/40 雷、高级 30x16/99 雷。
#define BH 16u /* 棋盘高(格) */ * 棋盘尺寸是运行期变量(三档各不相同),所以位图与队列都按最大尺寸分配。 */
#define NCELLS (BW * BH) /* 256 */ #define BW_MAX 30u /* 最大棋盘宽(高级) */
#define BM_WORDS (NCELLS / 32u) /* 8 */ #define BH_MAX 16u /* 最大棋盘高 */
#define NCELLS_MAX (BW_MAX * BH_MAX) /* 480 */
#define BM_WORDS_MAX ((NCELLS_MAX + 31u) / 32u) /* 15 */
#define BOARD_C0 12u /* 棋盘左上角在网格里的列 */ /* 当前难度下的棋盘参数(由 set_difficulty() 设定) */
#define BOARD_R0 7u /* 棋盘左上角在网格里的行 */ static unsigned g_bw, g_bh; /* 棋盘宽、高(格) */
static unsigned g_ncells; /* g_bw * g_bh */
static unsigned g_bm_words; /* 位图字数 */
static unsigned g_board_r0; /* 棋盘左上角在网格里的行(居中) */
static unsigned g_board_c0; /* 棋盘左上角在网格里的列(居中) */
/* 格索引 <-> (行, 列)。这颗核有无符号除法 divu/remu,直接用;虽然多周期,
* 但一局游戏这点开销无所谓。 */
#define IDX_R(i) ((i) / g_bw)
#define IDX_C(i) ((i) % g_bw)
/* 游戏状态 */ /* 游戏状态 */
#define ST_PLAY 0u #define ST_PLAY 0u
@@ -32,9 +43,10 @@
#define ST_LOSE 2u #define ST_LOSE 2u
/* ---- 棋盘状态:3 个位图,每个 8 个字(256 位) ---- */ /* ---- 棋盘状态:3 个位图,每个 8 个字(256 位) ---- */
static unsigned mine_bm[BM_WORDS]; static unsigned mine_bm[BM_WORDS_MAX];
static unsigned open_bm[BM_WORDS]; static unsigned open_bm[BM_WORDS_MAX];
static unsigned flag_bm[BM_WORDS]; static unsigned flag_bm[BM_WORDS_MAX];
static unsigned seen_bm[BM_WORDS_MAX]; /* BFS:已经入过队的格子,避免重复入队把队列撑满 */
/* 其它全局状态(全部进 .bss,靠 start.c 清零) */ /* 其它全局状态(全部进 .bss,靠 start.c 清零) */
static unsigned opened_cnt; static unsigned opened_cnt;
@@ -46,7 +58,7 @@ static unsigned g_difficulty;
static unsigned rnd_state; static unsigned rnd_state;
static unsigned cur_r, cur_c; /* 光标所在的网格格 */ static unsigned cur_r, cur_c; /* 光标所在的网格格 */
static int acc_x, acc_y; /* 指针累积量(1/8 格,有符号) */ static int acc_x, acc_y; /* 指针累积量(1/8 格,有符号) */
static unsigned bfs_q[NCELLS]; /* 揭开用的队列 */ static unsigned bfs_q[NCELLS_MAX]; /* 揭开用的队列(按最大棋盘分配) */
/* ============================ 小工具 ============================ */ /* ============================ 小工具 ============================ */
@@ -74,7 +86,7 @@ static void draw_cell(unsigned gr, unsigned gc, unsigned glyph, unsigned color)
/* 把棋盘格 (r,c) 画出来 */ /* 把棋盘格 (r,c) 画出来 */
static void draw_tile(unsigned r, unsigned c, unsigned glyph, unsigned color) static void draw_tile(unsigned r, unsigned c, unsigned glyph, unsigned color)
{ {
draw_cell(BOARD_R0 + r, BOARD_C0 + c, glyph, color); draw_cell(g_board_r0 + r, g_board_c0 + c, glyph, color);
} }
static unsigned num_color(unsigned n) static unsigned num_color(unsigned n)
@@ -96,20 +108,20 @@ static unsigned num_color(unsigned n)
static unsigned in_board(void) static unsigned in_board(void)
{ {
if (cur_r < BOARD_R0) if (cur_r < g_board_r0)
return 0u; return 0u;
if (cur_r >= (BOARD_R0 + BH)) if (cur_r >= (g_board_r0 + g_bh))
return 0u; return 0u;
if (cur_c < BOARD_C0) if (cur_c < g_board_c0)
return 0u; return 0u;
if (cur_c >= (BOARD_C0 + BW)) if (cur_c >= (g_board_c0 + g_bw))
return 0u; return 0u;
return 1u; return 1u;
} }
static unsigned cur_index(void) static unsigned cur_index(void)
{ {
return ((cur_r - BOARD_R0) << 4) + (cur_c - BOARD_C0); /* *BW(=16) 用移位 */ return ((cur_r - g_board_r0) * g_bw) + (cur_c - g_board_c0);
} }
/* LCG 随机数:只用 mul/add/移位 */ /* LCG 随机数:只用 mul/add/移位 */
@@ -119,13 +131,32 @@ static unsigned rnd_next(void)
return rnd_state >> 16; return rnd_state >> 16;
} }
static unsigned difficulty_mines(unsigned difficulty) /* 设定难度:棋盘尺寸 + 雷数 + 居中位置,三档完全照微软扫雷。 */
static void set_difficulty(unsigned difficulty)
{ {
if (difficulty == 0u) g_difficulty = difficulty;
return 20u; if (difficulty == 0u) /* 初级:9x9,10 雷 */
if (difficulty == 2u) {
return 60u; g_bw = 9u;
return 40u; g_bh = 9u;
g_mines = 10u;
}
else if (difficulty == 2u) /* 高级:30x16,99 雷 */
{
g_bw = 30u;
g_bh = 16u;
g_mines = 99u;
}
else /* 中级:16x16,40 雷 */
{
g_bw = 16u;
g_bh = 16u;
g_mines = 40u;
}
g_ncells = g_bw * g_bh;
g_bm_words = (g_ncells + 31u) / 32u;
g_board_c0 = (GRID_COLS - g_bw) / 2u; /* 棋盘居中 */
g_board_r0 = (GRID_ROWS - g_bh) / 2u;
} }
/* ============================ 画面 ============================ */ /* ============================ 画面 ============================ */
@@ -142,24 +173,24 @@ static void clear_screen(void)
static void draw_frame(void) static void draw_frame(void)
{ {
unsigned gc, gr; unsigned gc, gr;
for (gc = (BOARD_C0 - 1u); gc <= (BOARD_C0 + BW); gc = gc + 1u) for (gc = (g_board_c0 - 1u); gc <= (g_board_c0 + g_bw); gc = gc + 1u)
{ {
draw_cell(BOARD_R0 - 1u, gc, G_SOLID, C_CYAN); draw_cell(g_board_r0 - 1u, gc, G_SOLID, C_CYAN);
draw_cell(BOARD_R0 + BH, gc, G_SOLID, C_CYAN); draw_cell(g_board_r0 + g_bh, gc, G_SOLID, C_CYAN);
} }
for (gr = (BOARD_R0 - 1u); gr <= (BOARD_R0 + BH); gr = gr + 1u) for (gr = (g_board_r0 - 1u); gr <= (g_board_r0 + g_bh); gr = gr + 1u)
{ {
draw_cell(gr, BOARD_C0 - 1u, G_SOLID, C_CYAN); draw_cell(gr, g_board_c0 - 1u, G_SOLID, C_CYAN);
draw_cell(gr, BOARD_C0 + BW, G_SOLID, C_CYAN); draw_cell(gr, g_board_c0 + g_bw, G_SOLID, C_CYAN);
} }
} }
static void draw_all_covered(void) static void draw_all_covered(void)
{ {
unsigned r, c; unsigned r, c;
for (r = 0u; r < BH; r = r + 1u) for (r = 0u; r < g_bh; r = r + 1u)
{ {
for (c = 0u; c < BW; c = c + 1u) for (c = 0u; c < g_bw; c = c + 1u)
{ {
draw_tile(r, c, G_COVER, C_GRAY); draw_tile(r, c, G_COVER, C_GRAY);
} }
@@ -168,7 +199,8 @@ static void draw_all_covered(void)
static void update_cursor_reg(void) static void update_cursor_reg(void)
{ {
REG_W(REG_CURSOR) = (cur_c & 31u) | ((cur_r & 31u) << 8); /* 列用 6 位(0..39):hard 棋盘宽 30,光标列能到 35,掩 31 会把它变成 3 */
REG_W(REG_CURSOR) = (cur_c & 63u) | ((cur_r & 31u) << 8);
} }
static void set_bg(unsigned color) static void set_bg(unsigned color)
@@ -180,11 +212,11 @@ static void set_bg(unsigned color)
static unsigned count_adj(unsigned i) static unsigned count_adj(unsigned i)
{ {
unsigned r = i >> 4, c = i & 15u, n = 0u, rr, cc; unsigned r = IDX_R(i), c = IDX_C(i), n = 0u, rr, cc;
unsigned r0 = (r == 0u) ? 0u : (r - 1u); unsigned r0 = (r == 0u) ? 0u : (r - 1u);
unsigned r1 = (r + 1u >= BH) ? (BH - 1u) : (r + 1u); unsigned r1 = (r + 1u >= g_bh) ? (g_bh - 1u) : (r + 1u);
unsigned c0 = (c == 0u) ? 0u : (c - 1u); unsigned c0 = (c == 0u) ? 0u : (c - 1u);
unsigned c1 = (c + 1u >= BW) ? (BW - 1u) : (c + 1u); unsigned c1 = (c + 1u >= g_bw) ? (g_bw - 1u) : (c + 1u);
for (rr = r0; rr <= r1; rr = rr + 1u) for (rr = r0; rr <= r1; rr = rr + 1u)
{ {
@@ -192,7 +224,7 @@ static unsigned count_adj(unsigned i)
{ {
if ((rr == r) && (cc == c)) if ((rr == r) && (cc == c))
continue; continue;
n = n + bget(mine_bm, (rr << 4) + cc); n = n + bget(mine_bm, (rr * g_bw) + cc);
} }
} }
return n; return n;
@@ -201,17 +233,17 @@ static unsigned count_adj(unsigned i)
static void lose(unsigned hit) static void lose(unsigned hit)
{ {
unsigned k; unsigned k;
for (k = 0u; k < NCELLS; k = k + 1u) for (k = 0u; k < g_ncells; k = k + 1u)
{ {
if (bget(mine_bm, k)) if (bget(mine_bm, k))
{ {
if (k == hit) if (k == hit)
{ {
draw_tile(k >> 4, k & 15u, G_BOOM, C_RED); draw_tile(IDX_R(k), IDX_C(k), G_BOOM, C_RED);
} }
else if (!bget(flag_bm, k)) else if (!bget(flag_bm, k))
{ {
draw_tile(k >> 4, k & 15u, G_MINE, C_RED); draw_tile(IDX_R(k), IDX_C(k), G_MINE, C_RED);
} }
} }
} }
@@ -222,11 +254,11 @@ static void lose(unsigned hit)
static void win(void) static void win(void)
{ {
unsigned k; unsigned k;
for (k = 0u; k < NCELLS; k = k + 1u) for (k = 0u; k < g_ncells; k = k + 1u)
{ {
if (bget(mine_bm, k)) if (bget(mine_bm, k))
{ {
draw_tile(k >> 4, k & 15u, G_FLAG, C_YELLOW); draw_tile(IDX_R(k), IDX_C(k), G_FLAG, C_YELLOW);
} }
} }
REG_W(LED_ADDR) = 0xF00Du; REG_W(LED_ADDR) = 0xF00Du;
@@ -236,7 +268,7 @@ static void win(void)
static void reveal_at(unsigned i) static void reveal_at(unsigned i)
{ {
unsigned qh = 0u, qt = 0u, cur, n, r, c, rr, cc, ni; unsigned qh = 0u, qt = 0u, cur, n, r, c, rr, cc, ni;
unsigned r0, r1, c0, c1; unsigned r0, r1, c0, c1, k;
if (bget(open_bm, i) || bget(flag_bm, i)) if (bget(open_bm, i) || bget(flag_bm, i))
return; return;
@@ -246,8 +278,12 @@ static void reveal_at(unsigned i)
return; return;
} }
for (k = 0u; k < g_bm_words; k = k + 1u)
seen_bm[k] = 0u;
bfs_q[qt] = i; bfs_q[qt] = i;
qt = qt + 1u; qt = qt + 1u;
bset(seen_bm, i);
while (qh < qt) while (qh < qt)
{ {
@@ -260,27 +296,30 @@ static void reveal_at(unsigned i)
opened_cnt = opened_cnt + 1u; opened_cnt = opened_cnt + 1u;
n = count_adj(cur); n = count_adj(cur);
draw_tile(cur >> 4, cur & 15u, n, num_color(n)); draw_tile(IDX_R(cur), IDX_C(cur), n, num_color(n));
if (n != 0u) if (n != 0u)
continue; continue;
/* 空白格:把周围 8 格入队(队列有界,满了就丢,不会越界) */ /* 空白格:把周围 8 格入队(已入过队的跳过,队列不会溢出) */
r = cur >> 4; r = IDX_R(cur);
c = cur & 15u; c = IDX_C(cur);
r0 = (r == 0u) ? 0u : (r - 1u); r0 = (r == 0u) ? 0u : (r - 1u);
r1 = (r + 1u >= BH) ? (BH - 1u) : (r + 1u); r1 = (r + 1u >= g_bh) ? (g_bh - 1u) : (r + 1u);
c0 = (c == 0u) ? 0u : (c - 1u); c0 = (c == 0u) ? 0u : (c - 1u);
c1 = (c + 1u >= BW) ? (BW - 1u) : (c + 1u); c1 = (c + 1u >= g_bw) ? (g_bw - 1u) : (c + 1u);
for (rr = r0; rr <= r1; rr = rr + 1u) for (rr = r0; rr <= r1; rr = rr + 1u)
{ {
for (cc = c0; cc <= c1; cc = cc + 1u) for (cc = c0; cc <= c1; cc = cc + 1u)
{ {
if ((rr == r) && (cc == c)) if ((rr == r) && (cc == c))
continue; continue;
ni = (rr << 4) + cc; ni = (rr * g_bw) + cc;
if (qt < NCELLS) if (bget(seen_bm, ni) || bget(open_bm, ni) || bget(flag_bm, ni))
continue;
if (qt < NCELLS_MAX)
{ {
bset(seen_bm, ni);
bfs_q[qt] = ni; bfs_q[qt] = ni;
qt = qt + 1u; qt = qt + 1u;
} }
@@ -288,21 +327,21 @@ static void reveal_at(unsigned i)
} }
} }
if (opened_cnt == (NCELLS - g_mines)) if (opened_cnt == (g_ncells - g_mines))
win(); win();
} }
static void place_mines(unsigned safe) static void place_mines(unsigned safe)
{ {
unsigned placed = 0u, i, r, c; unsigned placed = 0u, i, r, c;
unsigned sr = safe >> 4; unsigned sr = IDX_R(safe);
unsigned sc = safe & 15u; unsigned sc = IDX_C(safe);
while (placed < g_mines) while (placed < g_mines)
{ {
i = rnd_next() & 255u; /* NCELLS = 256,正好 2 的幂,不需要取模 */ i = rnd_next() % g_ncells; /* 尺寸不再是 2 的幂,用 remu 取模 */
r = i >> 4; r = IDX_R(i);
c = i & 15u; c = IDX_C(i);
/* 首点及其 8 邻居不放雷,保证第一次点击一定能展开 */ /* 首点及其 8 邻居不放雷,保证第一次点击一定能展开 */
if ((r + 1u >= sr) && (r <= (sr + 1u)) && if ((r + 1u >= sr) && (r <= (sr + 1u)) &&
(c + 1u >= sc) && (c <= (sc + 1u))) (c + 1u >= sc) && (c <= (sc + 1u)))
@@ -342,8 +381,8 @@ static void toggle_flag(void)
if (bget(open_bm, i)) if (bget(open_bm, i))
return; return;
r = cur_r - BOARD_R0; r = cur_r - g_board_r0;
c = cur_c - BOARD_C0; c = cur_c - g_board_c0;
if (bget(flag_bm, i)) if (bget(flag_bm, i))
{ {
@@ -368,14 +407,14 @@ static void move_cursor(int dr, int dc)
int nr = (int)cur_r + dr; int nr = (int)cur_r + dr;
int nc = (int)cur_c + dc; int nc = (int)cur_c + dc;
if (nr < (int)(BOARD_R0 - 1u)) if (nr < (int)(g_board_r0 - 1u))
nr = (int)(BOARD_R0 - 1u); nr = (int)(g_board_r0 - 1u);
if (nr > (int)(BOARD_R0 + BH)) if (nr > (int)(g_board_r0 + g_bh))
nr = (int)(BOARD_R0 + BH); nr = (int)(g_board_r0 + g_bh);
if (nc < (int)(BOARD_C0 - 1u)) if (nc < (int)(g_board_c0 - 1u))
nc = (int)(BOARD_C0 - 1u); nc = (int)(g_board_c0 - 1u);
if (nc > (int)(BOARD_C0 + BW)) if (nc > (int)(g_board_c0 + g_bw))
nc = (int)(BOARD_C0 + BW); nc = (int)(g_board_c0 + g_bw);
cur_r = (unsigned)nr; cur_r = (unsigned)nr;
cur_c = (unsigned)nc; cur_c = (unsigned)nc;
@@ -437,19 +476,19 @@ static void handle_event(unsigned ev)
{ {
if (cur_r == DIFF_EASY_R) if (cur_r == DIFF_EASY_R)
{ {
g_difficulty = 0u; set_difficulty(0u);
draw_start_screen(); draw_start_screen();
return; return;
} }
if (cur_r == DIFF_NORMAL_R) if (cur_r == DIFF_NORMAL_R)
{ {
g_difficulty = 1u; set_difficulty(1u);
draw_start_screen(); draw_start_screen();
return; return;
} }
if (cur_r == DIFF_HARD_R) if (cur_r == DIFF_HARD_R)
{ {
g_difficulty = 2u; set_difficulty(2u);
draw_start_screen(); draw_start_screen();
return; return;
} }
@@ -457,11 +496,10 @@ static void handle_event(unsigned ev)
if ((cur_r == START_R) && (cur_c >= START_C0) && (cur_c <= START_C1)) if ((cur_r == START_R) && (cur_c >= START_C0) && (cur_c <= START_C1))
{ {
g_in_level = 1u; /* 关卡程序返回时自己清 0 */ g_in_level = 1u; /* 关卡程序返回时自己清 0 */
g_mines = difficulty_mines(g_difficulty);
REG_W(REG_LEVEL) = 1u; REG_W(REG_LEVEL) = 1u;
} }
} }
else if ((cur_r == (BOARD_R0 - 1u)) && (cur_c == (BOARD_C0 - 1u))) else if ((cur_r == (g_board_r0 - 1u)) && (cur_c == (g_board_c0 - 1u)))
{ {
g_exit = 1u; /* 关卡:点左上角黄格 = 返回上一层 */ g_exit = 1u; /* 关卡:点左上角黄格 = 返回上一层 */
} }
@@ -568,11 +606,14 @@ static void draw_start_screen(void)
draw_cell(START_R, i, G_SOLID, C_GREEN); draw_cell(START_R, i, G_SOLID, C_GREEN);
draw_cell(START_R + 1u, i, G_BAR, C_YELLOW); draw_cell(START_R + 1u, i, G_BAR, C_YELLOW);
} }
draw_cell(START_R, 17u, G_S, C_BLACK); /* 按钮上的字母不能用 C_BLACK:VGA 里像素色 = 字模点 ? 字符色 : 背景色,
draw_cell(START_R, 18u, G_T, C_BLACK); * 而背景是黑的,所以“黑字”的字形点和空白处全黑 —— 整格完全看不见。
draw_cell(START_R, 19u, G_A, C_BLACK); * 这里用黄色:黑底黄字,和上下的黄线框也更呼应。 */
draw_cell(START_R, 20u, G_R, C_BLACK); draw_cell(START_R, 17u, G_S, C_YELLOW);
draw_cell(START_R, 21u, G_T, C_BLACK); draw_cell(START_R, 18u, G_T, C_YELLOW);
draw_cell(START_R, 19u, G_A, C_YELLOW);
draw_cell(START_R, 20u, G_R, C_YELLOW);
draw_cell(START_R, 21u, G_T, C_YELLOW);
/* 下方提示条 */ /* 下方提示条 */
for (i = 12u; i <= 27u; i = i + 1u) for (i = 12u; i <= 27u; i = i + 1u)
@@ -598,19 +639,19 @@ static void draw_start_screen(void)
* -> 点左上角黄格 = 返回:清 LEVEL、return -> isr1_entry 恢复现场并 uret * -> 点左上角黄格 = 返回:清 LEVEL、return -> isr1_entry 恢复现场并 uret
* -> 回到背景程序被打断的那条指令,继续等下一次"开始"。 * -> 回到背景程序被打断的那条指令,继续等下一次"开始"。
* ========================================================================== */ * ========================================================================== */
#define RET_R (BOARD_R0 - 1u) /* 关卡里“返回上一层”的黄格 = 棋盘左上角外面一格(随难度尺寸移动) */
#define RET_C (BOARD_C0 - 1u)
void level_main(void) void level_main(void)
{ {
unsigned r; unsigned r;
/* ---- 关卡初始化 ---- */ /* ---- 关卡初始化 ---- */
for (r = 0u; r < BM_WORDS; r = r + 1u) for (r = 0u; r < g_bm_words; r = r + 1u)
{ {
mine_bm[r] = 0u; mine_bm[r] = 0u;
open_bm[r] = 0u; open_bm[r] = 0u;
flag_bm[r] = 0u; flag_bm[r] = 0u;
seen_bm[r] = 0u;
} }
opened_cnt = 0u; opened_cnt = 0u;
flags_cnt = 0u; flags_cnt = 0u;
@@ -619,13 +660,13 @@ void level_main(void)
g_exit = 0u; g_exit = 0u;
acc_x = 0; acc_x = 0;
acc_y = 0; acc_y = 0;
cur_r = BOARD_R0 + 8u; cur_r = g_board_r0 + (g_bh / 2u); /* 光标从棋盘中心开始 */
cur_c = BOARD_C0 + 8u; cur_c = g_board_c0 + (g_bw / 2u);
clear_screen(); clear_screen();
draw_frame(); draw_frame();
draw_all_covered(); draw_all_covered();
draw_cell(RET_R, RET_C, G_BAR, C_YELLOW); /* 左上角黄格 = 返回 */ draw_cell(g_board_r0 - 1u, g_board_c0 - 1u, G_BAR, C_YELLOW); /* 左上角黄格 = 返回 */
set_bg(C_BLACK); set_bg(C_BLACK);
update_cursor_reg(); update_cursor_reg();
REG_W(LED_ADDR) = g_mines; REG_W(LED_ADDR) = g_mines;
@@ -680,7 +721,7 @@ int main(void)
crt_zero_bss(); /* 清 .bss(上电 RAM 本来就是 0,保险起见) */ crt_zero_bss(); /* 清 .bss(上电 RAM 本来就是 0,保险起见) */
rnd_state = REG_R(REG_TIME) | 1u; /* 用自由计数器当随机种子 */ rnd_state = REG_R(REG_TIME) | 1u; /* 用自由计数器当随机种子 */
g_difficulty = 1u; /* 默认普通:40 颗雷 */ set_difficulty(1u); /* 默认中级:16x16,40 颗雷 */
REG_W(REG_MCTRL) = 1u; /* 打开鼠标中断(IRQ2,入口 0x200) */ REG_W(REG_MCTRL) = 1u; /* 打开鼠标中断(IRQ2,入口 0x200) */
REG_W(REG_LEVEL) = 0u; /* 清关卡软中断 */ REG_W(REG_LEVEL) = 0u; /* 清关卡软中断 */
+67 -36
View File
@@ -9,43 +9,70 @@
dump 格式(tb_saolei.v 里的 dump_fb 任务生成): dump 格式(tb_saolei.v 里的 dump_fb 任务生成):
CURSOR <row> <col> CURSOR <row> <col>
CTRL 0x<byte> # [0] 光标可见 [6:4] 背景色 CTRL 0x<byte> # [0] 光标可见 [6:4] 背景色
FB 1200 # 随后 1200 行十六进制字节,按格号 0..1199 FB 2400 # 随后 2400 行十六进制字节:每格 2 字节(字形、颜色)
渲染依据(与 RTL 严格对应,改 RTL 时这两个表要同步): 渲染依据(与 RTL 严格对应):
* 字库 cpu21_vga.v 的 font_row():8x8、bit7 是最左像素,放大 2 倍 = 16x16 一格 * 字库:直接从 cpu21_vga.v 的 font_row() 解析(8x8、bit7 最左,放大 2 倍 = 16x16 一格)
—— RTL 改了字库(比如新增 A-Z)这里会自动跟随,不用手工抄表
* 调色板 cpu21_vga.v 的 pal():3 位 -> 4:4:4 RGB(0xA 分量 = 170) * 调色板 cpu21_vga.v 的 pal():3 位 -> 4:4:4 RGB(0xA 分量 = 170)
* 显存每格 2 字节:byte0 = 字形[5:0],byte1 = 颜色[2:0]
* 光标 cpu21_vga.v 的 cursor_box:格子四边一圈 2 像素宽的黄色框(常亮) * 光标 cpu21_vga.v 的 cursor_box:格子四边一圈 2 像素宽的黄色框(常亮)
* 画面 40x30 格 -> 640x480 * 画面 40x30 格 -> 640x480
另外还会在终端打印一份 ASCII 图,方便在没有图片查看器的地方快速看结果。 另外还会在终端打印一份 ASCII 图,方便在没有图片查看器的地方快速看结果。
""" """
import os
import re
import struct import struct
import sys import sys
import zlib import zlib
COLS, ROWS = 40, 30 COLS, ROWS = 40, 30
CELL_PX = 16 # 8x8 字模放大 2 倍 CELL_PX = 16 # 8x8 字模放大 2 倍
FB_BYTES = COLS * ROWS * 2 # 每格 2 字节(字形 + 颜色)= 2400
# --- 字库(8 行/字,bit7 = 最左),抄自 cpu21_vga.v 的 font_row() --- RTL_VGA = os.path.normpath(os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)),
FONT = { "..", "..", "pipelined-cpu", "srcs", "rtl",
0: [0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00], # 空白 "cpu21_vga.v"))
1: [0x18, 0x38, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x7E, 0x00], # 1
2: [0x3C, 0x66, 0x06, 0x0C, 0x18, 0x30, 0x7E, 0x00], # 2
3: [0x3C, 0x66, 0x06, 0x1C, 0x06, 0x66, 0x3C, 0x00], # 3 def load_font_from_rtl(path=None):
4: [0x0C, 0x1C, 0x3C, 0x6C, 0x7E, 0x0C, 0x0C, 0x00], # 4 """直接从 cpu21_vga.v 的 font_row() 里解析 8x8 字模,返回 {字形号: [8 行]}。
5: [0x7E, 0x60, 0x7C, 0x06, 0x06, 0x66, 0x3C, 0x00], # 5
6: [0x1C, 0x30, 0x60, 0x7C, 0x66, 0x66, 0x3C, 0x00], # 6 RTL 里每个字形形如
7: [0x7E, 0x66, 0x0C, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x00], # 7 6'd16: font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : ... ;
8: [0x3C, 0x66, 0x66, 0x3C, 0x66, 0x66, 0x3C, 0x00], # 8 或全部相同行时形如
9: [0xFF, 0x81, 0xBD, 0xA5, 0xA5, 0xBD, 0x81, 0xFF], # 未揭开 6'd15: font_row = 8'hFF;
10: [0x40, 0x70, 0x78, 0x70, 0x40, 0x40, 0x40, 0x00], # 旗 两种情况都能解析。
11: [0x3C, 0x7E, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7E, 0x3C], # 雷 """
12: [0x81, 0x42, 0x24, 0x18, 0x18, 0x24, 0x42, 0x81], # 爆炸 path = path or RTL_VGA
13: [0x3C, 0x66, 0x06, 0x0C, 0x18, 0x00, 0x18, 0x00], # 问号 try:
14: [0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00], # 横线 with open(path, encoding="utf-8", errors="replace") as f:
15: [0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF], # 实心 text = f.read()
} except OSError as e:
raise SystemExit("读不到 RTL 字库 %s:%s" % (path, e))
m = re.search(r"function\s*\[7:0\]\s*font_row.*?endfunction", text, re.S)
if not m:
raise SystemExit("%s 里找不到 font_row()" % path)
font = {}
parts = re.split(r"6'd(\d+)\s*:", m.group(0))
for i in range(1, len(parts) - 1, 2): # 奇数下标是字形号,后一格是它的分支体
idx, seg = int(parts[i]), parts[i + 1]
rows = [0] * 8
pairs = re.findall(r"\(r == 3'd(\d+)\)\s*\?\s*8'h([0-9A-Fa-f]{2})", seg)
if pairs:
for k, v in pairs:
rows[int(k)] = int(v, 16)
else: # 形如 "font_row = 8'hFF;":8 行一样
one = re.search(r"font_row\s*=\s*8'h([0-9A-Fa-f]{2})", seg)
if one:
rows = [int(one.group(1), 16)] * 8
font[idx] = rows
if not font:
raise SystemExit("%s 的 font_row() 没解析出任何字形" % path)
return font
# --- 调色板(3 位 -> RGB),抄自 cpu21_vga.v 的 pal(),4 位分量按 *17 扩到 8 位 --- # --- 调色板(3 位 -> RGB),抄自 cpu21_vga.v 的 pal(),4 位分量按 *17 扩到 8 位 ---
PAL = [ PAL = [
@@ -98,18 +125,24 @@ def parse_dump(path):
fb.append(int(line, 16)) fb.append(int(line, 16))
except ValueError: except ValueError:
pass pass
if len(fb) != 1200: if len(fb) != FB_BYTES:
raise SystemExit("显存字节数不对:%d(应为 1200)" % len(fb)) raise SystemExit("显存字节数不对:%d(应为 %d;新版每格 2 字节)"
% (len(fb), FB_BYTES))
return cur, ctrl, fb return cur, ctrl, fb
def cell_of(fb, idx):
"""第 idx 格 -> (字形, 颜色):byte0 = 字形[5:0],byte1 = 颜色[2:0]。"""
return fb[2 * idx] & 0x3F, fb[2 * idx + 1] & 0x07
def cell_char(g): def cell_char(g):
"""字形号 -> 一个可见字符(字形 1..8 就是数字 1..8)。""" """字形号 -> 一个可见字符(1..8 数字,16..41 = A-Z,其余见 GLYPH_CH)。"""
if g in GLYPH_CH: if 16 <= g <= 41:
return GLYPH_CH[g] return chr(ord('A') + g - 16)
if 1 <= g <= 8: if 1 <= g <= 8:
return chr(ord('0') + g) return str(g)
return ' ' return GLYPH_CH.get(g, '?')
def dump_note(path): def dump_note(path):
@@ -140,8 +173,7 @@ def draw_term(fb, cur, cursor_box, note=""):
for y in range(ROWS): for y in range(ROWS):
cells = [] cells = []
for x in range(COLS): for x in range(COLS):
cell = fb[y * COLS + x] g, c = cell_of(fb, y * COLS + x)
g, c = cell & 0xF, (cell >> 4) & 0x7
r, gg, b = PAL[c] r, gg, b = PAL[c]
ch = cell_char(g) ch = cell_char(g)
if cursor_box and (x, y) == cur: if cursor_box and (x, y) == cur:
@@ -151,7 +183,7 @@ def draw_term(fb, cur, cursor_box, note=""):
cells.append("\x1b[38;2;%d;%d;%dm%s" % (r * 17, gg * 17, b * 17, ch)) cells.append("\x1b[38;2;%d;%d;%dm%s" % (r * 17, gg * 17, b * 17, ch))
out.append("%2d " % y + "".join(cells) + "\x1b[0m\n") out.append("%2d " % y + "".join(cells) + "\x1b[0m\n")
out.append("\x1b[0m") out.append("\x1b[0m")
out.append("图例: #=未揭开 P=旗 *=雷 X=爆炸 ?=问号 1..8=数字 空格=已揭开的空地;反色格 = 光标\n") out.append("图例: #=未揭开 P=旗 *=雷 X=爆炸 A-Z=文字 1..8=数字 空格=已揭开的空地;反色格 = 光标\n")
sys.stdout.write("".join(out)) sys.stdout.write("".join(out))
sys.stdout.flush() sys.stdout.flush()
@@ -165,13 +197,13 @@ def main():
if quiet: if quiet:
args.remove("--quiet") args.remove("--quiet")
if quiet: # 只出图不说话(给脚本批量截图用) if quiet: # 只出图不说话(给脚本批量截图用)
import os
sys.stdout = open(os.devnull, "w") sys.stdout = open(os.devnull, "w")
if not args: if not args:
raise SystemExit(__doc__) raise SystemExit(__doc__)
src = args[0] src = args[0]
dst = args[1] if len(args) > 1 else src.rsplit(".", 1)[0] + ".png" dst = args[1] if len(args) > 1 else src.rsplit(".", 1)[0] + ".png"
cur, ctrl, fb = parse_dump(src) cur, ctrl, fb = parse_dump(src)
font = load_font_from_rtl()
bg = (ctrl >> 4) & 0x7 bg = (ctrl >> 4) & 0x7
cursor_box = bool(ctrl & 1) and cur[0] is not None cursor_box = bool(ctrl & 1) and cur[0] is not None
@@ -190,9 +222,8 @@ def main():
cy, fy = y // CELL_PX, (y % CELL_PX) // 2 cy, fy = y // CELL_PX, (y % CELL_PX) // 2
for x in range(COLS * CELL_PX): for x in range(COLS * CELL_PX):
cx, fx = x // CELL_PX, (x % CELL_PX) // 2 cx, fx = x // CELL_PX, (x % CELL_PX) // 2
cell = fb[cy * COLS + cx] g, c = cell_of(fb, cy * COLS + cx)
g, c = cell & 0xF, (cell >> 4) & 0x7 px_on = (font.get(g, [0] * 8)[fy] >> (7 - fx)) & 1
px_on = (FONT[g][fy] >> (7 - fx)) & 1
col = c if px_on else bg col = c if px_on else bg
if cursor_box and (cx, cy) == cur: if cursor_box and (cx, cy) == cur:
# 光标格:四边 2 像素黄色框,与 cpu21_vga.v 的 cursor_box 一致 # 光标格:四边 2 像素黄色框,与 cpu21_vga.v 的 cursor_box 一致