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25
Commits
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 Alpha
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1e5cb54c00 | ||
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Alpha
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28c696ece2 | ||
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Alpha
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9dfff16794 | ||
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Alpha
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9bbe6bc7eb | ||
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Alpha
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77dd102675 | ||
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Alpha
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64428bdd85 | ||
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Alpha
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10d4836ad7 | ||
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Alpha
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7e13571744 | ||
 Anccend
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cfcf2f4923 | ||
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Alpha
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db0a174bb7 | ||
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Alpha
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694446d8f0 | ||
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Alpha
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553171e776 | ||
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Alpha
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713ee99941 | ||
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Alpha
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132c9202f6 | ||
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Alpha
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0908580e46 | ||
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Alpha
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b8c62c2726 | ||
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Alpha
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47d2f22d07 | ||
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Alpha
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3f765ae4c5 | ||
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Alpha
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4ef3960553 | ||
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Alpha
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e44680a114 | ||
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Anccend
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f7844b7b1c | ||
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Alpha
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4f82331dbe | ||
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Alpha
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189d028943 | ||
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Alpha
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3512238965 | ||
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Alpha
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e4d58a3439 |
@@ -4,6 +4,7 @@ pipelined-cpu/*
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!pipelined-cpu/tools/
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!pipelined-cpu/tools/
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!pipelined-cpu/programs/
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!pipelined-cpu/programs/
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!pipelined-cpu/create_project.tcl
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!pipelined-cpu/create_project.tcl
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!pipelined-cpu/create_project_saolei.tcl
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# 本地临时目录（仿真脚本、日志、中间文件）
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# 本地临时目录（仿真脚本、日志、中间文件）
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_tmp/
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_tmp/
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@@ -15,5 +16,11 @@ _vivado/
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*.hex.lst
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*.hex.lst
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.Xil/
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.Xil/
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# 在仓库根目录批量跑 Vivado 时产生的日志/命令记录（pipelined-cpu/ 下已被上面的规则忽略）
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vivado*.jou
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vivado*.log
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vivado*.backup.jou
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vivado*.backup.log
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# saolei 的构建产物（tools/build.ps1 一键重建，不入库）
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# saolei 的构建产物（tools/build.ps1 一键重建，不入库）
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saolei/build/
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saolei/build/
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@@ -13,16 +13,23 @@ 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）、片内 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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│ │ （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）、run_regress.ps1（一键回归）
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│ ├─ tools/ rv_asm.py（迷你汇编器）、hex2vh.py（hex → ROM 初始化）、
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│ └─ programs/ 汇编源程序、期望值、课程原始资产（RARS）
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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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│ │ 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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│ 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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└─ saolei/ 纯 C 扫雷（MMIO 显示 + 中断读鼠标），见下文
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└─ saolei/ 纯 C 扫雷（MMIO 显示 + 中断读鼠标），见下文
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├─ sw/ C 源码 + 链接脚本（三个固定中断入口）
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├─ sw/ C 源码 + 链接脚本（三个固定中断入口）
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└─ tools/ build.ps1（C → ROM）、check_isa.py（指令白名单校验）
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└─ tools/ build.ps1（C → ROM）、check_isa.py（指令白名单校验）
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@@ -63,7 +70,7 @@ risc-v/
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因此它与标准 RISC-V 指令的低 7 位 opcode 相差右移两位。
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因此它与标准 RISC-V 指令的低 7 位 opcode 相差右移两位。
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| 指令类别 | opcode | 说明 |
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| 指令类别 | opcode | 说明 |
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| ----------------------------------------------- | -----: | ----------------------------------------------------------------------------------- |
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| ----------------------------------------------------------- | -------: | ----------------------------------------------------------------------------------------- |
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| R 型 | `0x0c` | add/sub/and/or/xor/slt/sltu/sll/srl/sra |
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| R 型 | `0x0c` | add/sub/and/or/xor/slt/sltu/sll/srl/sra |
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| M 扩展（R 型） | `0x0c` | `funct7=0000001`：mul/mulh/mulhsu/mulhu、divu（`funct3=101`）、remu（`funct3=111`） |
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| M 扩展（R 型） | `0x0c` | `funct7=0000001`：mul/mulh/mulhsu/mulhu、divu（`funct3=101`）、remu（`funct3=111`） |
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| I 型 ALU | `0x04` | addi/andi/ori/xori/slti/sltiu/slli/srli/srai |
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| I 型 ALU | `0x04` | addi/andi/ori/xori/slti/sltiu/slli/srli/srai |
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@@ -85,12 +92,12 @@ risc-v/
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每行的字节偏移都按**字**对齐译码（同一 32 位寄存器内任意字节偏移都命中）。
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每行的字节偏移都按**字**对齐译码（同一 32 位寄存器内任意字节偏移都命中）。
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| 地址 | 外设 | 写 | 读 |
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| 地址 | 外设 | 写 | 读 |
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| ---------------------- | -------------- | ---------------------------------------------------------------------------- | -------------------------- |
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| --------------------------- | -------------- | ------------------------------------------------------------------------------------ | ---------------------------- |
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| `0x0000_1000` | LED 数据寄存器 | `sw` 写全字；`sb` 按 `data_wstrb_o` 只改对应字节通道，`led_valid_o` 拉高一拍 | `lw` 返回 LED 寄存器当前值 |
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| `0x0000_1000` | LED 数据寄存器 | `sw` 写全字；`sb` 按 `data_wstrb_o` 只改对应字节通道，`led_valid_o` 拉高一拍 | `lw` 返回 LED 寄存器当前值 |
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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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@@ -141,7 +148,7 @@ risc-v/
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## 文件与模块划分
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## 文件与模块划分
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| 文件 | 模块 | 职责 |
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| 文件 | 模块 | 职责 |
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| --------------------------------------------------------- | --------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------- |
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| ----------------------------------------------------------- | ----------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------- |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v` | `cpu21_riscv_redirect_int_bpb` | 顶层：五级流水寄存器、子模块例化、PC/IF-ID/ID-EX 控制、对外输出 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v` | `cpu21_riscv_redirect_int_bpb` | 顶层：五级流水寄存器、子模块例化、PC/IF-ID/ID-EX 控制、对外输出 |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_alu.v` | `cpu21_riscv_alu` | 组合 ALU（加减/移位/逻辑/比较，不做乘除） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_alu.v` | `cpu21_riscv_alu` | 组合 ALU（加减/移位/逻辑/比较，不做乘除） |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_muldiv.v` | `cpu21_riscv_muldiv` | 多周期乘除法单元：32 拍移位迭代，mul/mulh/mulhsu/mulhu/divu/remu |
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| `pipelined-cpu/srcs/rtl/cpu21_riscv_muldiv.v` | `cpu21_riscv_muldiv` | 多周期乘除法单元：32 拍移位迭代，mul/mulh/mulhsu/mulhu/divu/remu |
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@@ -158,14 +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_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_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/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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@@ -173,6 +185,99 @@ risc-v/
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在 xsim 下对拆分前后逐周期对比，波形输出与最终统计（周期、停顿、气泡、分支
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在 xsim 下对拆分前后逐周期对比，波形输出与最终统计（周期、停顿、气泡、分支
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跳转、预测成败）完全一致。
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跳转、预测成败）完全一致。
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## 各模块的实现方式
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下面按“处理器流水线 → 外设 → 板级”的顺序说明每个模块的实现要点（对应上面
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“文件与模块划分”表）。全部是可综合的纯 RTL，没有例化 Xilinx 原语，
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因此 `xvlog`/`xelab` 可以直接仿真。
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### 流水线主体
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- **`cpu21_riscv_redirect_int_bpb`（顶层）**：五级寄存器 IF/ID、ID/EX、EX/MEM、
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MEM/WB 各自带 valid 位；下一个 PC 由一个多路选择器决定（复位 `RESET_PC`、
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顺序 PC+4、分支/跳转重定向目标、`URET` 返回地址、中断入口）。停顿与冲刷分别
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由 hazard unit 的 `pipeline_stall_o`、`flush_younger_o` 控制：停顿时冻结
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PC/IF-ID 并给 ID/EX 插气泡；冲刷时只把年轻指令的 valid 清零，所以已经提交的
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存储/寄存器写不会被执行两次。
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- **`cpu21_riscv_alu`**：纯组合，4 位 `alu_op` 直接选择加减/逻辑/移位/比较；
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减法用“B 取反加 1”实现，比较分有符号/无符号两条路径。乘除法不在 ALU 里
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（历史上的组合 `a*b`/`a%b` 是关键路径，已拆到多周期单元）。
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- **`cpu21_riscv_muldiv`**：32 拍移位迭代（乘法 shift-add、除法 restoring），
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加装载与定型共占用 EX **34 拍**；期间 `ex_md_stall` 有效 → 保持 ID/EX、给
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|
EX/MEM 插气泡、冻结取指、屏蔽中断（见“时序和使用说明”第 7 条）。接口沿用
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|
ALU 约定：`result_o` 是低位/商、`result2_o` 是高位/余数；除零时商全 1、
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余数取被除数。
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|
- **`cpu21_riscv_decoder`**：ID 级组合译码，操作码取 `IR[6:2]`，`funct3`/
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||||||
|
`funct7`/`IR[21]` 区分 R 型细分、M 扩展、CSR 与 `ecall`/`URET`；输出一组
|
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|
控制位（`alu_op`、`alu_src`、立即数、`reg_write`、访存使能、`wb_sel`、
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|
分支/跳转、CSR 操作、`md_op`）。
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||||||
|
- **`cpu21_riscv_regfile`**：32×32 寄存器堆，`x0` 恒 0；两个组合读口 + 一个写口，
|
||||||
|
同周期 WB 的数据通过“写优先旁路”直送到读口，省掉一拍。
|
||||||
|
- **`cpu21_riscv_forward_unit`**：EX 级前递，把 EX/MEM 与 MEM/WB 的结果和 ID/EX
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||||||
|
的 `rs1/rs2` 比较，EX/MEM 优先；EX/MEM 是 load 时不参与前递（load 结果要
|
||||||
|
到 MEM 才有效，改由 hazard unit 停顿一拍）；store 的数据同样可以前递。
|
||||||
|
- **`cpu21_riscv_store_unit`**：EX 级数据对齐，`sw` 产生四个字节通道、`sb` 按
|
||||||
|
`addr[1:0]` 只打开一个通道，并把数据搬到对应字节位置，输出 `data_wstrb_o`。
|
||||||
|
- **`cpu21_riscv_branch_unit`**：EX 级裁决分支方向与目标：6 条条件分支各用有
|
||||||
|
符号/无符号比较，`jal`/`jalr` 总是重定向，并把 `PC+4` 写回 `rd`（链接地址
|
||||||
|
在 EX 级预先算好放进 EX/MEM，避免在写回/前递路径上再加一个加法器）。
|
||||||
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- **`cpu21_riscv_hazard_unit`**：load-use 冒险（ID/EX 是 load 且和 ID 级要用的
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寄存器相同）插一个气泡；`flush_younger` 的优先级高于停顿：中断、`URET`、
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`ecall` 停机、分支/跳转重定向都会丢弃年轻指令，此时不再插气泡。
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- **`cpu21_riscv_irq_ctrl`**：`irq_i` 先打两拍同步，再与“上一拍”比较取出
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**上升沿**（挂起位锁存），优先级 IRQ3 > IRQ2 > IRQ1；响应条件是“有挂起 +
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`ustatus[0]`(MIE) + 嵌套深度 < 4 + 未停机 + EX 级没有重定向/停机”。
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`ustatus`(0x004) 与 `uepc`(0x041) 用组合逻辑实现 CSRRS/CSRRC/CSRRW 三种读写
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语义（旧值回写 `rd`）；嵌套栈保存 EPC / `ustatus` / 上一层优先级，`URET` 时
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逐层恢复。响应时保存“下一条尚未执行的指令的 PC”，EX 是已正确预测的跳转
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分支则保存实际目标，避免 `URET` 重复执行已提交的操作。
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- **`cpu21_riscv_perf_counters`**：周期、停顿、气泡、条件分支、无条件跳转、
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预测成功/失败六个计数器；`halted_o` 期间不计周期；load-use 记 1 个气泡，
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重定向/中断清空记 2 个气泡。
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### 外设
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- **`cpu21_mmio`**：MEM 级译码；先用**字对齐**地址比较命中哪个寄存器（这样
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`sb` 写到 `0x1001` 也能命中 LED 寄存器），再用 `data_wstrb_o` 决定改哪几个
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字节；命中时给出 `rdata_hit_o`，顶层据此在 RAM 与 MMIO 之间选择读数据。
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内部包含 LED/数码管寄存器、鼠标寄存器组（含 16 深事件 FIFO 与 `mouse_irq_o`）、
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显示控制器、显存窗口，以及用于自检的 `MAGIC` 常量。
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- **`cpu21_vga`**：工作在 CPU 时钟下，用 `tick`（每 2 拍一个使能）产生 25 MHz
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像素节拍（**不引入第二个时钟域**）；按 640×480@60 的行场计数产生同步信号，
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并按“格子”寻址显存：一个显存字对应 4 个像素，8×8 字模放大 2 倍填满 16×16
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的格子（40×30 格），帧末产生 `frame_tick_o`。
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- **`cpu21_seg7`**：8 位动态扫描。计数到 `REFRESH_DIV` 换一位（默认 50 MHz 下
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50000 → 每步 1 ms，每位数码管 125 Hz 刷新）；十六进制→七段码用查表；共阳极
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所以位选/段选都取反输出，`an_en_i` 可以把某几位熄灭。
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- **`cpu21_pointer`**：把 5 向按键变成鼠标事件。用约 1 ms 的采样节拍对两级同步
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后的按键采样，只在“按下”边沿产生事件；一次采样可能同时按下多个键，用待发
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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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- **`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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**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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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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- **`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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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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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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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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`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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处理器顶层 `cpu21_riscv_redirect_int_bpb` 有 775 位调试端口（各级 PC/IR、计数器、
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处理器顶层 `cpu21_riscv_redirect_int_bpb` 有 775 位调试端口（各级 PC/IR、计数器、
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@@ -180,20 +285,78 @@ 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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`[Place 30-415] IO Placement failed due to overutilization`（占用 775 个 IO，
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`[Place 30-415] IO Placement failed due to overutilization`（占用 775 个 IO，
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而 `xc7a100tcsg324-1` 只有 210 个）。因此上板时用 `cpu21_board_top` 作为顶层，
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而 `xc7a100tcsg324-1` 只有 210 个）。因此上板时用 `cpu21_board_top` 作为顶层，
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只引出板上真正需要的那些引脚（LED、按键、拨码、VGA、8 位数码管、可选的 PS/2），
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只引出板上真正需要的那些引脚（LED、按键、拨码、VGA、8 位数码管、可选的 PS/2），
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其余调试端口不连接。定义宏 `SAOLEI_ROM` 时还会把扫雷程序固化进 ROM。
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其余调试端口不连接。定义宏 `SAOLEI_ROM` 时还会把扫雷程序固化进 ROM；当前
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`create_project.tcl` 默认定义的是 `RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM`（跑课程的
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中断综合测试程序），宏的含义、优先级和改法见下文“内置程序与宏的用法”。
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### 引脚分配（`cpu21_board_top.xdc`）
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### 引脚分配（`cpu21_board_top.xdc`）
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| 端口 | 引脚 | 板上元件 | 说明 |
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| 端口 | 引脚 | 板上元件 | 说明 |
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| ------------- | ----------- | ------------------------- | ---------------------------------------------- |
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| --------------- | ----------- | ------------------------- | ----------------------------------------------------------------------- |
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| `clk100` | E3 | 100 MHz 晶振 | 经`CLK_DIV` 分频后给 CPU |
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| `clk100` | E3 | 100 MHz 晶振 | 经`CPU_DIV` 分频后给 CPU（默认 50 MHz） |
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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 | MMIO（`LED_ADDR`）写入值的低 16 位 |
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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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| `led_we` | R12 | LED16_B | MMIO 写入指示，每写一次拉长约 2.7 s |
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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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### 时钟：为什么还保留 2 分频
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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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两条**上板实测**出来的方向约定（都值得写进报告）：
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- **鼠标的 dy 要取负**：PS/2 的原生约定是「正 dx = 右、**正 dy = 鼠标上移**」，
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而软件里「正 dx = 列 +1、**正 dy = 行 +1（向下）**」（板载按键 BTND 就是 +8），
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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
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**左右正常、上下反向** —— 不是解码错。
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- **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/
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移鼠标一边看 LED。
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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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286 个 CARRY4），在 100 MHz 下必然不收敛，所以之前只能把时钟 16 分频到 6.25 MHz。
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286 个 CARRY4），在 100 MHz 下必然不收敛，所以之前只能把时钟 16 分频到 6.25 MHz。
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@@ -206,7 +369,7 @@ 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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周期 20 ns）**，既比原来的 16 分频快 8 倍，又留出充足余量：
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周期 20 ns）**，既比原来的 16 分频快 8 倍，又留出充足余量：
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| 配置 | CPU 时钟 | 实测 WNS（xc7a100tcsg324-1） | 说明 |
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| 配置 | CPU 时钟 | 实测 WNS（xc7a100tcsg324-1） | 说明 |
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| ------------ | -------- | ---------------------------- | ------------------------------------- |
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| -------------- | -------- | ---------------------------- | ------------------------------------- |
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| `CLK_DIV=1` | 100 MHz | -1.1 ns ✗ | 违例路径与乘除法无关（分支/中断/BPB） |
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| `CLK_DIV=1` | 100 MHz | -1.1 ns ✗ | 违例路径与乘除法无关（分支/中断/BPB） |
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| `CLK_DIV=2` | 50 MHz | **+5.1 ns** ✓ | 默认，余量约 25% |
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| `CLK_DIV=2` | 50 MHz | **+5.1 ns** ✓ | 默认，余量约 25% |
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| `CLK_DIV=16` | 6.25 MHz | +6.1 ns ✓ | 改造前的设置，现在没必要了 |
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| `CLK_DIV=16` | 6.25 MHz | +6.1 ns ✓ | 改造前的设置，现在没必要了 |
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@@ -221,19 +384,133 @@ create_generated_clock -name cpu_clk -source [get_ports { clk100 }] \
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-divide_by 2 [get_pins { clk_div_reg/Q }]
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-divide_by 2 [get_pins { clk_div_reg/Q }]
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```
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```
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改分频比时 RTL 的 `CLK_DIV` 与 XDC 的 `-divide_by` 要同时改。
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改分频比时：**变慢**（分频比变大）不用动 XDC；**变快**（分频比小于 2）就要把 XDC 的
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`-divide_by` 一起改小，否则约束会比实际时钟松、可能掩盖违例。
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### 中断测试程序为什么还要再慢一档
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标着 `RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM` 的课程中断综合测试程序里，两次显示之间的延时常量
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是按 50 MHz 写的：50 MHz 下每个数值只停留约 10 ms，动态扫描的数码管上根本读不
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出来。所以顶层在跑这个程序时改用**另一个分频比参数 `CLK_DIV_INTRUPT`**：停留时间
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与分频比成正比：取 8 → 12.5 MHz（约 40 ms/值）、取 32 → 3.125 MHz（约 160 ms/值）——
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当前默认 32，在 `cpu21_board_top.v` 里改。这个分频比只在定义了
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`RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM` 时生效，其它程序仍用 `CLK_DIV`。
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### 分频与刷新率一览（想改速度看这里）
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| 想改什么 | 改哪里 | 当前值 / 换算 |
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| -------------------------- | --------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
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| CPU 主频（程序快慢） | 参数`CLK_DIV` | 2 → 50 MHz（`100 MHz / CLK_DIV`） |
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| 中断程序的 CPU 主频 | 参数`CLK_DIV_INTRUPT`（只在该 ROM 宏下生效） | 32 → 3.125 MHz；每个数值约 10 ms × (`CLK_DIV_INTRUPT`/2) |
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| 数码管扫描刷新率 | 顶层`SEG_REFRESH_DIV`（自动跟随 `CPU_DIV`） | `100000 / CPU_DIV` → 每步 1 ms、每位 125 Hz |
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| LED16_B 写入指示点亮时长 | `led_we_cnt` 的装载值 `24'hFF_FFFF` | 约 0.34 s @50 MHz（`0xFFFFFF / f_cpu`） |
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| 中断程序每个数值的停留时间 | `tools/adapt_intrupt_ccab.py` 的 `DELAY_NEG_HI` | `0xFFFC0` → 约 10 ms @50 MHz |
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- **数码管**：`SEG_REFRESH_DIV = 100000 / CPU_DIV` 保证“每步 1 ms、每位数码管
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125 Hz”与主频无关（不这样缩放的话，主频降 4 倍时全屏刷新只剩 31 Hz，能看到
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闪烁）。想更亮可以把它改小（扫描更快），但每位刷新率要远高于 50 Hz。
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`cpu21_seg7` 的分频计数是 20 位，最大约 100 万，所以 100 MHz（不分频）也放得下。
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- **慢下来的副作用**：`cpu21_pointer` 的按键采样节拍（`SAMPLE_DIV = 50000`）也会
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跟着变慢（3.125 MHz 下约 16 ms 采样一次，仍在可接受范围）；`cpu21_vga` 的
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25 MHz 像素节拍是从 CPU 时钟分频出来的，主频一降 VGA 行场时序就超出规范
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（中断测试程序不用 VGA，无影响）。
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- **XDC 不用跟着改（只要不是变快）**：`cpu_clk` 固定按最坏情况 `-divide_by 2`
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（50 MHz）约束，实际时钟更慢属于“约束偏严”，不会掩盖违例；只有把分频比改到
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比 2 更小（更快）时，才需要同步改小 XDC 的 `-divide_by`。
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### 片内 ROM / RAM
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### 片内 ROM / RAM
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- ROM：`ROM_WORDS = 1024` 字（4 KB），组合读，取指地址 `instr_addr[11:2]`；
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- ROM：`ROM_WORDS = 8192` 字（32 KB），组合读，取指地址 `instr_addr[ROM_AW+1:2]`；
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||||||
内容由 `` `include "cpu21_board_rom.vh" `` 给出（与 `cpu21_board_top.v` 同目录，
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内容由 `` `include `` 一个 ROM 初始化文件给出（与 `cpu21_board_top.v` 同目录，
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||||||
文件里是 1024 条
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文件里是 `rom[i] = 32'h…;` 语句，放在 `initial` 里，等价于 `$readmemh`，
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`rom[i] = 32'h…;`，放在 `initial` 里，等价于 `$readmemh`，且不依赖文件路径）。
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且不依赖仿真工作目录）。具体包含哪份由宏决定（见下文“内置程序与宏的用法”）。
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||||||
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超出镜像长度的地址填 `nop`（`32'h0000_0013`），所以跳飞时不会执行到随机指令。
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||||||
- RAM：`RAM_WORDS = 1024` 字（4 KB），字节写使能 + 组合读，只响应
|
- RAM：`RAM_WORDS = 1024` 字（4 KB），字节写使能 + 组合读，只响应
|
||||||
`data_addr < 4 KB`，因此 MMIO 地址（默认 `0x1000`）不会落进 RAM。
|
`data_addr < 4 KB`，因此 MMIO 地址（默认 `0x1000`）不会落进 RAM。
|
||||||
- 两个 `initial` 块都用 NOP（`32'h0000_0013`）或 0 预填充，ROM 未使用区域是 NOP，
|
- 两个 `initial` 块都用 NOP（`32'h0000_0013`）或 0 预填充，ROM 未使用区域是 NOP，
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这样即使程序跑飞也不会执行到随机指令而乱写寄存器。
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这样即使程序跑飞也不会执行到随机指令而乱写寄存器。
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### 内置程序与宏的用法
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板级顶层用一条 `` `ifdef `` 链决定 ROM 里固化哪个程序（连带决定中断入口地址），
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`create_project.tcl` 里的两个开关就是给这条链用的：
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| 宏（`sources_1` 的 Verilog Define） | ROM 文件 | 中断入口`IRQ1/2/3` | 说明 |
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| ------------------------------------- | -------------------------------------- | --------------------------------- | -------------------------------------------- |
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| `SAOLEI_ROM`（优先级最高） | `srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh` | `0x100` / `0x200` / `0x300` | 纯 C 扫雷（`saolei/tools/build.ps1` 生成） |
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| `RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM` | `srcs/board/risc-v-intrupt-ccab.vh` | `0x0AC` / `0x1E4` / `0x308` | 课程中断综合测试程序（当前默认） |
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| `BOARD_ROM_FAST` | `srcs/board/cpu21_board_rom_fast.vh` | `0x100` / `0x200` / `0x300` | 仿真专用：跑马灯延时改小（综合不用） |
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| 都不定义 | `srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | `0x100` / `0x200` / `0x300` | 上板跑马灯 demo（默认） |
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同一时间只应定义一个（`ifdef` 链按上表顺序取第一个命中的）。**中断入口必须和
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ROM 里 ISR 的起点一致**，所以换程序时宏与入口是一起换的：`cpu21_board_top.v`
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里 `.IRQ1/2/3_VECTOR` 也跟着 `RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM` 分支走。
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#### 怎么定义宏
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1. **Vivado GUI**：`Project` → `Settings` → `Synthesis` → `Verilog Options` →
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`Verilog Macros` 里填 `RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM`（只对 `sources_1` 有效），
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确定后 `Reset Synthesis Run` 再综合。也可以直接在 Tcl Console 里写：
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```tcl
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set_property verilog_define {RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM} [get_filesets sources_1]
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reset_run synth_1
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launch_runs synth_1
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wait_on_run synth_1
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```
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换回跑马灯就是 `set_property verilog_define {} [get_filesets sources_1]`。
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2. **一键重建**：改 `create_project.tcl` 里的 `use_intrupt_ccab` / `use_saolei`
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两个开关（同一时间只开一个），重新 `source create_project.tcl`。
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3. **命令行仿真**：`xvlog` 与 `xelab` 都要带同一个 `-d`，并用 `-i` 指向头文件目录：
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```powershell
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xvlog -d RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM -i srcs/board `
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srcs/rtl/*.v srcs/board/cpu21_board_top.v 你的tb.v
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xelab -top 你的tb -snapshot s -d RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
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```
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4. **注意**：这些宏只影响“综合用”的 `sources_1`。跑 `tb_no_intr` /
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`tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb` 时，程序来自测试平台自己探测的
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`srcs/rom/*.hex`，与宏无关。
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#### 中断综合测试程序的适配（`tools/adapt_intrupt_ccab.py`）
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课程给的 `programs/risc-v-intrupt-ccab.hex` 不能直接上板，脚本把它适配成
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`srcs/board/risc-v-intrupt-ccab.vh`，且**不移动任何指令地址**（三个中断入口
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仍是 `0x0AC` / `0x1E4` / `0x308`）：
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```powershell
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python tools/adapt_intrupt_ccab.py programs/risc-v-intrupt-ccab.hex `
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srcs/board/risc-v-intrupt-ccab.vh _tmp/fast.hex _tmp/plain.hex
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```
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六处适配（脚本内每步都有断言，输入不对会直接报错）：
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1. 三个 ISR 里的 `addi a7,zero,10` + `ecall` → 两条 `nop`（`a7 != 34` 的
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`ecall` 会让这颗 CPU 停机等 `go_i`）；
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2. 11 个显示点 `lui a7,1` + `sw a0,0(a7)` → `jal` 调用追加的显示例程；
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顺带纠正早期手改留下的 `sb` 误码（只写低字节会显示错值）；
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3. 追加主程序用的 `DISP_DLY`（0x438）：写 LED 寄存器（数码管显示它）+ 约 10 ms
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延时；返回地址存在 `sp+256`，位于 ISR 压栈区（最多 192 B）之上，所以中断
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随时打断延时也不会破坏它；
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4. 修正 ISR2/ISR3 出栈顺序写乱的 12 条 `lw`（否则 ISR2 的循环计数会变成
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-3823，看起来像“二级中断返回之后卡住”）；
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5. ISR3 的 SB 测试改用 ISR3 自己保存的 `s4/s5/s6`（原来用未保存的 `t1/t3/s2`，
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抢占 ISR1 时会毁掉 ISR1 的 DIVU 循环计数，造成死循环）；
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6. 追加 ISR 专用的 `DISP_DLY_ISR`（0x458）：**链接寄存器改用 `a0`、显示值走
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`a7`**（这两个寄存器三个 ISR 都保存/恢复），于是 ISR 完全不碰 `ra`。否则
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中断若恰好落在主程序 `DISP_DLY` 末尾的 `jalr` 上，返回会跳进 ISR 代码、
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最后执行到 ISR 结尾的 `csrrci` 把 MIE 清零（“跑一阵子之后拨开关不再响应”）；
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第 3 个参数生成“延时极小”的仿真版，便于在 xsim 里跑完整流程；第 4 个参数生成
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只去掉停机 `ecall`、显示仍是 `lui`+`sw` 的“原样”版本，用于对比。
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适配后的 ROM 在仿真里验证控制流很简单：用 `-d RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM` 编译
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`srcs/rtl/*.v` + `srcs/board/cpu21_board_top.v` 加一个自建的 tb（或直接用
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`srcs/tb/tb_board_top.v` 看 LED），观察 `irq_current_level_o`（0→1→2→3→…→0）、
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`uepc_o`、`halted_o` 是否依次回到 0，以及 `LED[2:0]` 是否随嵌套逐层点亮/熄灭。
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建议用第 3 个参数生成的快版 ROM（否则一次中断就是几十毫秒仿真时间）。
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### 演示程序的生成与仿真
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### 演示程序的生成与仿真
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```powershell
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```powershell
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@@ -253,7 +530,7 @@ xsim board_sim -tclbatch run_quit.tcl
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文件，由 `BOARD_ROM_FAST` 宏选择（综合流程不会定义该宏）：
|
文件，由 `BOARD_ROM_FAST` 宏选择（综合流程不会定义该宏）：
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| 文件 | 用途 | 每步耗时 |
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| 文件 | 用途 | 每步耗时 |
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| -------------------------------------------------- | ------------------------------ | -------- |
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| ---------------------------------------------------- | ------------------------------ | -------- |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | 综合/上板（默认） | 约 20 ms |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` | 综合/上板（默认） | 约 20 ms |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom_fast.vh` | 仅仿真：一次跑完整个跑马灯序列 | 2.6 µs |
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| `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom_fast.vh` | 仅仿真：一次跑完整个跑马灯序列 | 2.6 µs |
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@@ -278,8 +555,9 @@ Vivado 工程 `pipelined-cpu/pipelined-cpu.xpr` 被 `.gitignore` 排除，需要
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1. `sources_1` 顶层设为 `cpu21_board_top`（纯 RTL 仿真时也可切回
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1. `sources_1` 顶层设为 `cpu21_board_top`（纯 RTL 仿真时也可切回
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`cpu21_riscv_redirect_int_bpb`）；
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`cpu21_riscv_redirect_int_bpb`）；
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||||||
2. 加入 `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v`、`pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc`，
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2. 加入 `pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v`、`pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc`，
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`pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_rom.vh` 的文件类型设成 `Verilog Header`（不能当普通源码，
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四份 ROM 初始化文件（`cpu21_board_rom.vh`、`cpu21_board_rom_fast.vh`、
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否则会被当成顶层候选）；
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`risc-v-intrupt-ccab.vh`、`cpu21_saolei_rom.vh`）的文件类型都设成 `Verilog Header`
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|
（不能当普通源码，否则会被当成顶层候选）；
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||||||
3. 三个 testbench 放在**仿真 fileset**（`sim_1` 顶层 `tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb`、
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3. 三个 testbench 放在**仿真 fileset**（`sim_1` 顶层 `tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb`、
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`sim_2` 顶层 `tb_no_intr`），不参与综合，因此不会再出现“testbench 被当成顶层”
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`sim_2` 顶层 `tb_no_intr`），不参与综合，因此不会再出现“testbench 被当成顶层”
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||||||
导致的 `[Place 30-494] The design is empty`。
|
导致的 `[Place 30-494] The design is empty`。
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@@ -287,7 +565,7 @@ Vivado 工程 `pipelined-cpu/pipelined-cpu.xpr` 被 `.gitignore` 排除，需要
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`xc7a100tcsg324-1` 上的实现结果（乘除法改为多周期单元、`CLK_DIV=2` = 50 MHz）：
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`xc7a100tcsg324-1` 上的实现结果（乘除法改为多周期单元、`CLK_DIV=2` = 50 MHz）：
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| 项目 | 结果 |
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| 项目 | 结果 |
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| -------- | -------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| -------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 综合 | `synth_design Complete!` |
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| 综合 | `synth_design Complete!` |
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| 实现 | `route_design Complete!`、`write_bitstream Complete!`，`WNS = +5.109 ns`（无 Failed Timing） |
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| 实现 | `route_design Complete!`、`write_bitstream Complete!`，`WNS = +5.109 ns`（无 Failed Timing） |
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| 资源 | LUT 3420 (5.39%)、FF 2507、**DSP 0**（组合乘法器已消失）、IOB 23 (10.95%) |
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| 资源 | LUT 3420 (5.39%)、FF 2507、**DSP 0**（组合乘法器已消失）、IOB 23 (10.95%) |
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@@ -297,8 +575,25 @@ Vivado 工程 `pipelined-cpu/pipelined-cpu.xpr` 被 `.gitignore` 排除，需要
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|||||||
CPU 时钟 6.25 MHz → 50 MHz（快 8 倍），并且乘除法不再位于关键路径上。
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CPU 时钟 6.25 MHz → 50 MHz（快 8 倍），并且乘除法不再位于关键路径上。
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||||||
上板操作：用 Vivado 打开工程 → `Open Hardware Manager` → `Program Device`，选上述
|
上板操作：用 Vivado 打开工程 → `Open Hardware Manager` → `Program Device`，选上述
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||||||
`.bit`。复位后跑马灯立即从 `0001` 开始逐位左移（演示程序不执行 `ecall`，所以不用
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`.bit`。复位后先跑 `sources_1` 里宏选中的那个程序。以跑马灯为例：复位后立即从
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按 `go`；`go` 只对执行了 `ecall` 停机、等待继续运行的程序有意义），LED16_B 每次写入时点亮。
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`0001` 开始逐位左移（演示程序不执行 `ecall`，所以不用按 `go`；`go` 只对执行了
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`ecall` 停机、等待继续运行的程序有意义），LED16_B 每次写入时点亮。
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#### 跑中断综合测试程序时的现象
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（`create_project.tcl` 默认就是它，无需额外设置）
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- 复位后主程序先跑自己的指令测试，数码管上显示程序写进 `LED_ADDR` 的 32 位十六进制值
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（低 4 位在最右边那个数码管）；
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- 拨动 **SW0 / SW1 / SW2**（J15/L16/M13）就对应 1/2/3 号中断：数码管随即切成该 ISR 的
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显示内容（SB 读写测试、DIVU 测试、多层循环等），每个数值停留约 160 ms（3.125 MHz 下）；
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- `LED[2:0]` 是**锁存**的中断指示：从该路中断请求出现开始亮，一直到它的 ISR 执行完
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`uret` 返回才熄灭。抢占（例如 ISR1 还没跑完就拨 SW2）不会把外层的灯灭掉，一级
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一级返回时才依次熄灭，正好能看出嵌套层次；
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- LED16_B 每次 MMIO 写入内一下；程序里若有 `ecall a7 != 34` 的停机点，会停在原地等
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按 **BTNC**（`go`）继续；
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- 想重新开始随时按 **CPU_RESETN**（`rst_n`）；想让它更快/更慢就改 `CLK_DIV_INTRUPT`
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（见上文“分频与刷新率一览”）。
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## 扫雷程序（`saolei/`）
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## 扫雷程序（`saolei/`）
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@@ -316,6 +611,80 @@ 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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并用 `check_isa.py` 逐条反汇编检查有没有用到未实现的指令。实测 842 条指令全部合法；
|
并用 `check_isa.py` 逐条反汇编检查有没有用到未实现的指令。实测 842 条指令全部合法；
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- **上板切换**：Vivado 里定义宏 `SAOLEI_ROM` 就加载扫雷程序，不定义仍是下面的跑马灯。
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- **上板切换**：Vivado 里定义宏 `SAOLEI_ROM` 就加载扫雷程序，不定义仍是下面的跑马灯。
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### 扫雷：怎么烧到板上
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```powershell
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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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powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 `
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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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cd ..\pipelined-cpu
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\vivado.bat' -mode batch -source create_project_saolei.tcl -log create_saolei.log
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# 产出 pipelined-cpu-saolei.xpr（和通用工程 pipelined-cpu 互不影响）
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```
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然后在 Vivado GUI 里依次点：`Run Synthesis` → `Run Implementation` → `Generate Bitstream`
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→ `Open Hardware Manager` → `Open Target / Auto Connect` → `Program Device`。
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板上操作：
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| 板子上 | 作用 |
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| ------------------------- | ---------------------------------------------------------- |
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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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| 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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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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再按 BTNC 就退回开始界面（分出胜负后随便点一下也能退）。
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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 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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`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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```powershell
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# ① 建仿真快照（只在第一次，或改了 RTL 之后需要重跑）
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cd D:\Desktop\risc-v-cpu
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New-Item -ItemType Directory -Force -Path _tmp\saolei_sim | Out-Null # 用哪个空目录都行
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cd _tmp\saolei_sim
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$p = 'D:\Desktop\risc-v-cpu\pipelined-cpu'
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$rtl = (Get-ChildItem "$p\srcs\rtl\*.v").FullName
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xvlog.bat' -d SAOLEI_ROM -i "$p\srcs\board" -i "$p\srcs\rtl" $rtl "$p\srcs\board\cpu21_board_top.v" "$p\srcs\tb\tb_saolei_play.v"
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -d SAOLEI_ROM -top tb_saolei_play -snapshot saolei_play
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# ② 开始玩（之后是交互式的，命令直接敲在 xsim 提示符下）
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xsim.bat' saolei_play
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```
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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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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 u/d/l/r 光标 上/下/左/右（也认 w/s/a/d）
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k f 插旗模式点击 k p 只切换插旗开关
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k z 复位 k uucc 连写多个动作（上、上、点、点）
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shot 重画 + 存图 view 用看图器打开最新那张图
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help / quit
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```
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- **每按一个动作都会自动存一张 PNG**：`shots/001_c.png`、`shots/002_u.png`… 可以直接贴进报告；
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同时会覆盖 `shots/latest.png` —— 在 VS Code 里打开这一张，每操作一步它自动刷新，等于边玩边看屏幕；
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- 仿真速度约 1 ms 仿真时间 = 0.5 s 墙钟，所以每一步等 1~2 秒；
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- 只想"看一局"不想手动操作：用 `srcs/tb/tb_saolei.v`（`-top tb_saolei`）会自动打完一整局
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（首击展开 → 全盘扫描 → 216/216 通关），并 dump 出 `fb_00_start.txt` … `fb_13_after_sweep.txt`，
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再用 `py saolei\tools\fb2png.py <dump.txt> <out.png>` 渲染成 640×480 PNG；
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- 光标格在画面里是**黄色 2 像素常亮方框**，VGA 上和截图里都能一眼看到指针在哪。
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## 回归测试
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## 回归测试
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工程里带了一个 xsim 回归脚本，在 `pipelined-cpu/` 目录下运行：
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工程里带了一个 xsim 回归脚本，在 `pipelined-cpu/` 目录下运行：
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@@ -338,11 +707,32 @@ powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\run_regress.ps1
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期望结果（2026-09，多周期乘除法 + `CLK_DIV=2`）：
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期望结果（2026-09，多周期乘除法 + `CLK_DIV=2`）：
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| 测试 | 期望 |
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| 测试 | 期望 |
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| -------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------- |
|
| -------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------ |
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| muldiv_test / isa_test / lui_test / mmio_test | 13 / 24 / 4 / 5 个 LED 值全部匹配 |
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| muldiv_test / isa_test / lui_test / mmio_test | 13 / 24 / 4 / 5 个 LED 值全部匹配 |
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||||||
| tb_no_intr（benchmark，5560 周期） | `stalls=1528 bubbles=1830 cond_taken=639 uncond=71 pred_ok=687 pred_fail=80` |
|
| tb_no_intr（benchmark，5560 周期） | `stalls=1528 bubbles=1830 cond_taken=639 uncond=71 pred_ok=687 pred_fail=80` |
|
||||||
| 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 |
|
||||||
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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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||||||
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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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||||||
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& 'C:\Xilinx\Vivado\2020.2\bin\xelab.bat' -top tb_ps2_kbd -snapshot ps2k
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||||||
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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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@@ -352,8 +742,8 @@ powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\run_regress.ps1
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```text
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```text
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||||||
pipelined-cpu/
|
pipelined-cpu/
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||||||
├─ create_project.tcl 一键重建脚本（用 [info script] 定位自身目录）
|
├─ create_project.tcl 一键重建脚本（用 [info script] 定位自身目录）
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||||||
├─ srcs/rtl/*.v 处理器 RTL（13 个文件）
|
├─ srcs/rtl/*.v 处理器与外设 RTL（17 个文件）
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||||||
├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层、片内 ROM 初始化（含 __FAST 仿真版本）
|
├─ srcs/board/*.v|*.vh 板级顶层、四份 ROM 初始化（跑马灯/中断测试/扫雷/仿真快版）
|
||||||
├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚约束 + 板级母版
|
├─ srcs/constrs/*.xdc 引脚约束 + 板级母版
|
||||||
├─ srcs/tb/*.v 三个测试平台
|
├─ srcs/tb/*.v 三个测试平台
|
||||||
├─ 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
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,6 +1,6 @@
|
|||||||
# ============================================================================
|
# ============================================================================
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||||||
# cpu21-riscv 流水线 CPU —— 一键重建 Vivado 工程
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# cpu21-riscv 流水线 CPU —— 一键重建 Vivado 工程
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||||||
# FPGA：Nexys4DDR / xc7a100tcsg324-1（Vivado 2025.2 实测通过）
|
# FPGA：Nexys4DDR / xc7a100tcsg324-1（Vivado 2020.2 实测：建工程 + 综合均通过）
|
||||||
#
|
#
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||||||
# 目录结构（本脚本所在目录就是工程目录）：
|
# 目录结构（本脚本所在目录就是工程目录）：
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||||||
# create_project.tcl 本脚本
|
# create_project.tcl 本脚本
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||||||
@@ -13,11 +13,15 @@
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|||||||
# 说明文档：cpu21_riscv_redirect_int_bpb说明.md
|
# 说明文档：cpu21_riscv_redirect_int_bpb说明.md
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#
|
#
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||||||
# 用法：
|
# 用法：
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# 1) 建议先删掉本目录下的 pipelined-cpu.xpr，以及 *.runs / *.sim / *.cache /
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# 1) 在 Vivado Tcl Shell 里执行： source create_project.tcl
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# *.hw / *.gen / *.ip_user_files 等生成目录（不删会在下面报错提示）；
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# 2) 在 Vivado Tcl Shell 里执行： source create_project.tcl
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# 或命令行： vivado -mode batch -source create_project.tcl -log create.log
|
# 或命令行： vivado -mode batch -source create_project.tcl -log create.log
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|
# 2) 脚本会**先自动清理旧工程**再新建：只删生成物（*.xpr / *.srcs / *.runs /
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# *.sim / *.cache / *.hw / *.gen / *.ip_user_files / .Xil / xsim.dir /
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# vivado*.jou|log|str / webtalk.*），srcs/、tools/、programs/ 一律不动。
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# 不想自动清理（比如想在旧工程上追加设置）就把下面的 clean_first 改成 0。
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||||||
# 3) 工程就地创建：pipelined-cpu.xpr（源文件仍在 srcs/ 下，不会被搬动）。
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# 3) 工程就地创建：pipelined-cpu.xpr（源文件仍在 srcs/ 下，不会被搬动）。
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# 4) 若提示 .xpr 删不掉，说明有 Vivado（含 Hardware Manager）正开着那个工程，
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# 关掉它再跑一遍即可。
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#
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#
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# 脚本用 [info script] 定位自身目录，所以整个文件夹拷到任何路径都能直接用。
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# 脚本用 [info script] 定位自身目录，所以整个文件夹拷到任何路径都能直接用。
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# 若想用 Vivado 自动生成的版本，见说明文档“工程分享”一节。
|
# 若想用 Vivado 自动生成的版本，见说明文档“工程分享”一节。
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@@ -47,14 +51,74 @@ if {[llength $missing] > 0} {
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return 1
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return 1
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}
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}
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if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"]} {
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# ---------------------------------------------------------------- 清理旧工程
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puts "ERROR: 工程已存在：$origin_dir/$proj_name.xpr"
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# 一键重建：先删掉旧工程和所有生成目录。工程完全由 srcs/ + 本脚本决定，
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puts " 请先删除 .xpr（以及 *.runs / *.sim 等生成目录）后重跑本脚本。"
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# 所以删掉不会丢任何源文件；不想自动清理就把 clean_first 改成 0。
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set clean_first 1
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if {$clean_first} {
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# 必须删掉的工程目录：任何一个删不掉都不能继续（否则 Vivado 会拒绝建工程）
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set proj_items [list \
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"$origin_dir/$proj_name.xpr" \
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"$origin_dir/$proj_name.srcs" \
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"$origin_dir/$proj_name.runs" \
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"$origin_dir/$proj_name.sim" \
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||||||
|
"$origin_dir/$proj_name.cache" \
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||||||
|
"$origin_dir/$proj_name.hw" \
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||||||
|
"$origin_dir/$proj_name.gen" \
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|
"$origin_dir/$proj_name.ip_user_files" \
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|
"$origin_dir/$proj_name.lpr" \
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"$origin_dir/.Xil"]
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|
# 顺带清掉的杂项：删不掉也无所谓（本进程自己会占着 vivado.jou / .log / .str）
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set junk_items [list \
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"$origin_dir/xsim.dir" \
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"$origin_dir/webtalk.jou" \
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||||||
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"$origin_dir/webtalk.log" \
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||||||
|
"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.html" \
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||||||
|
"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.xml"]
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||||||
|
foreach pat {vivado*.jou vivado*.log vivado*.str} {
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foreach f [glob -nocomplain "$origin_dir/$pat"] { lappend junk_items $f }
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}
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set blocked {}
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set removed 0
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foreach {group items} [list proj $proj_items junk $junk_items] {
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foreach d $items {
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||||||
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if {![file exists $d]} { continue }
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|
if {[catch {file delete -force $d} err]} {
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||||||
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puts " WARNING: 删不掉 [file tail $d]（$err）"
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||||||
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if {$group eq "proj"} { lappend blocked [file tail $d] }
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} else {
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|
puts " 已删除：[file tail $d]"
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|
incr removed
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
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puts "旧工程清理完成（删除 $removed 项）"
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if {[llength $blocked] > 0} {
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||||||
|
puts "ERROR: 这些工程目录删不掉：$blocked"
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||||||
|
puts " 它们正被另一个 Vivado（GUI / Hardware Manager）占用。"
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puts " 请关闭 Vivado 后重跑本脚本。"
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return 1
|
return 1
|
||||||
|
}
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||||||
|
} else {
|
||||||
|
if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"] || [file exists "$origin_dir/$proj_name.runs"]} {
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||||||
|
puts "ERROR: 工程已存在且 clean_first = 0：$origin_dir/$proj_name.xpr"
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|
puts " 请先删除它，或把 clean_first 改成 1 让脚本自动清理。"
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|
return 1
|
||||||
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}
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
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# ---------------------------------------------------------------- 建工程
|
# ---------------------------------------------------------------- 建工程
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create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name
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# 只用 -part 建工程，**不依赖"板卡文件"**：Vivado 默认不带 Nexys4DDR 的 board 文件，
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|
# 所以 GUI 新建向导的 Boards 页里找不到它；board 只影响"选板/板级预设"，
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|
# 不影响综合与实现（引脚全在 srcs/constrs/*.xdc 里显式约束）。
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||||||
|
# 若以后装了 Digilent 板卡文件（data/boards/board_files/nexys4-ddr），想按板卡建：
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# create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name \
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# -board_part digilentinc.com:nexys4ddr:part0:1.1
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|
# （那样工程会记上板卡，别人没装板卡文件就打不开了，所以默认不这么写。）
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|
# -force：万一还有残留目录（例如被占用的 .runs）也能覆盖，不至于卡死。
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||||||
|
create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name -force
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||||||
|
|
||||||
# 设计源文件：处理器 RTL + 板级顶层 + 片内 ROM 初始化
|
# 设计源文件：处理器 RTL + 板级顶层 + 片内 ROM 初始化
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add_files -norecurse -fileset sources_1 [glob "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"]
|
add_files -norecurse -fileset sources_1 [glob "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"]
|
||||||
@@ -64,6 +128,34 @@ add_files -norecurse -fileset sources_1 [list \
|
|||||||
set_property file_type {Verilog Header} \
|
set_property file_type {Verilog Header} \
|
||||||
[get_files "$origin_dir/srcs/board/cpu21_board_rom.vh"]
|
[get_files "$origin_dir/srcs/board/cpu21_board_rom.vh"]
|
||||||
|
|
||||||
|
# 默认跑哪个内置程序（同一时间只应启用一个）：
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|
# use_intrupt_sllsb = 1 -> 课程新版「多级中断测试 + 附加 SLL/SB/BLTU」
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|
# （programs/risc-v-intrupt-sllsb.asm / .hex）
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||||||
|
# use_intrupt_ccab = 1 -> 上一版中断测试（programs/risc-v-intrupt-ccab.*）
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||||||
|
# use_saolei = 1 -> 扫雷（saolei/tools/build.ps1 生成）
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||||||
|
# 三个都为 0 -> 走马灯 demo
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set use_intrupt_sllsb 0
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|
set use_intrupt_ccab 1
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|
set use_saolei 0
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|
# 中断测试程序的 ROM 初始化。
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|
set intrupt_ccab_rom "$origin_dir/srcs/board/risc-v-intrupt-ccab.vh"
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if {[file exists $intrupt_ccab_rom]} {
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||||||
|
add_files -norecurse -fileset sources_1 [list $intrupt_ccab_rom]
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||||||
|
set_property file_type {Verilog Header} [get_files $intrupt_ccab_rom]
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||||||
|
} else {
|
||||||
|
puts "NOTE: 还没有 $intrupt_ccab_rom"
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
# 课程新版中断测试（附加 SLL/SB/BLTU）的 ROM 初始化。
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||||||
|
set intrupt_sllsb_rom "$origin_dir/srcs/board/risc-v-intrupt-sllsb.vh"
|
||||||
|
if {[file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
|
||||||
|
add_files -norecurse -fileset sources_1 [list $intrupt_sllsb_rom]
|
||||||
|
set_property file_type {Verilog Header} [get_files $intrupt_sllsb_rom]
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
puts "NOTE: 还没有 $intrupt_sllsb_rom（用 tools/hex2vh.py 生成）"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
# 扫雷程序的 ROM 初始化（由 saolei/tools/build.ps1 生成，可能还不存在）。
|
# 扫雷程序的 ROM 初始化（由 saolei/tools/build.ps1 生成，可能还不存在）。
|
||||||
# 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 就会用它替换上面的跑马灯 ROM。
|
# 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 就会用它替换上面的跑马灯 ROM。
|
||||||
set saolei_rom "$origin_dir/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh"
|
set saolei_rom "$origin_dir/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh"
|
||||||
@@ -74,6 +166,21 @@ if {[file exists $saolei_rom]} {
|
|||||||
puts "NOTE: 还没有 $saolei_rom —— 需要先跑 saolei/tools/build.ps1 生成"
|
puts "NOTE: 还没有 $saolei_rom —— 需要先跑 saolei/tools/build.ps1 生成"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
# 关键：sources_1 里定义对应宏，cpu21_board_top.v 的 `ifdef 链才会选中那个 ROM
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||||||
|
# （宏只影响综合用的 sources_1；仿真 fileset 仍各自用 tb 自带的 ROM）
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||||||
|
if {$use_intrupt_sllsb && [file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
|
||||||
|
set_property verilog_define {RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM} [get_filesets sources_1]
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||||||
|
puts "NOTE: sources_1 已定义 RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM —— 上板跑「中断测试 + SLL/SB/BLTU」"
|
||||||
|
} elseif {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
|
||||||
|
set_property verilog_define {RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM} [get_filesets sources_1]
|
||||||
|
puts "NOTE: sources_1 已定义 RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM —— 上板跑 risc-v-intrupt-ccab"
|
||||||
|
} elseif {$use_saolei && [file exists $saolei_rom]} {
|
||||||
|
set_property verilog_define {SAOLEI_ROM} [get_filesets sources_1]
|
||||||
|
puts "NOTE: sources_1 已定义 SAOLEI_ROM —— 上板跑扫雷；想跑走马灯把本脚本里 use_saolei 改成 0"
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
puts "NOTE: 未定义 SAOLEI_ROM —— 上板跑走马灯 demo"
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
# 约束（cpu21_board_top.xdc 是引脚与分频时钟约束）
|
# 约束（cpu21_board_top.xdc 是引脚与分频时钟约束）
|
||||||
add_files -norecurse -fileset constrs_1 [glob "$origin_dir/srcs/constrs/*.xdc"]
|
add_files -norecurse -fileset constrs_1 [glob "$origin_dir/srcs/constrs/*.xdc"]
|
||||||
|
|
||||||
@@ -109,6 +216,16 @@ foreach fs {sim_1 sim_2} {
|
|||||||
# ---------------------------------------------------------------- 结果汇总
|
# ---------------------------------------------------------------- 结果汇总
|
||||||
puts "工程已创建：$origin_dir/$proj_name.xpr"
|
puts "工程已创建：$origin_dir/$proj_name.xpr"
|
||||||
puts " sources_1 顶层 = cpu21_board_top（上板：时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚）"
|
puts " sources_1 顶层 = cpu21_board_top（上板：时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚）"
|
||||||
|
if {$use_intrupt_sllsb && [file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
|
||||||
|
set selected_program {risc-v-intrupt-sllsb (RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM) 中断+SLL/SB/BLTU}
|
||||||
|
} elseif {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
|
||||||
|
set selected_program {risc-v-intrupt-ccab (RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM)}
|
||||||
|
} elseif {$use_saolei && [file exists $saolei_rom]} {
|
||||||
|
set selected_program {扫雷 (SAOLEI_ROM)}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
set selected_program {走马灯 demo}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
puts " sources_1 程序 = $selected_program"
|
||||||
puts " sim_1 顶层 = tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb（中断/分支预测）"
|
puts " sim_1 顶层 = tb_cpu21_riscv_redirect_int_bpb（中断/分支预测）"
|
||||||
puts " sim_2 顶层 = tb_no_intr（指令集测试，ROM 镜像在 srcs/rom/）"
|
puts " sim_2 顶层 = tb_no_intr（指令集测试，ROM 镜像在 srcs/rom/）"
|
||||||
puts " 下一步：Run Synthesis → Run Implementation → Generate Bitstream，或 Run Simulation"
|
puts " 下一步：Run Synthesis → Run Implementation → Generate Bitstream，或 Run Simulation"
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,170 @@
|
|||||||
|
# ============================================================================
|
||||||
|
# create_project_saolei.tcl —— 一键重建【扫雷专用】Vivado 工程
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||||||
|
# FPGA：Nexys4DDR / xc7a100tcsg324-1（Vivado 2020.2）
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 与 create_project.tcl 的区别（那个是"通用/可切换程序"的脚本）：
|
||||||
|
# * 只装配扫雷需要的东西：rtl/*.v + board/cpu21_board_top.v + 扫雷 ROM 头文件
|
||||||
|
# * sources_1 与 sim_1 都固定定义宏 **SAOLEI_ROM**（不用再改任何开关）
|
||||||
|
# * 工程名是独立的 pipelined-cpu-saolei，跟通用工程 pipelined-cpu 互不影响，
|
||||||
|
# 两个工程可以并存；本脚本只清理自己的生成物。
|
||||||
|
# * sim_1 顶层直接就是 tb_saolei（GUI 里 Run Simulation 就能出画面 dump）
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 用法（在 Vivado Tcl Shell 里）：
|
||||||
|
# source create_project_saolei.tcl
|
||||||
|
# 或命令行：
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||||||
|
# vivado -mode batch -source create_project_saolei.tcl -log create_saolei.log
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 前置条件：扫雷的 ROM 镜像必须先由 C 程序生成
|
||||||
|
# cd saolei
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||||||
|
# powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1 `
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||||||
|
# -Prefix 'C:\Users\29653\tools\riscv\xpack-riscv-none-elf-gcc-15.2.0-1\bin\riscv-none-elf-'
|
||||||
|
# → 产出 saolei/build/saolei.hex 与 pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh
|
||||||
|
# （改了 saolei/sw/*.c 之后要重跑这条命令，再综合/再跑仿真）
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 不想自动清理旧工程：把下面的 clean_first 改成 0。
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||||||
|
# 想建完就顺手综合：把 run_synth 改成 1（2020.2 上约 1~2 分钟）。
|
||||||
|
#
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||||||
|
# 附：没有 VGA 显示器时怎么"看/玩"扫雷
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||||||
|
# 看：本工程的 sim_1 跑 tb_saolei，会把显存 dump 成文本；再用
|
||||||
|
# py saolei\tools\fb2png.py <dump.txt> <out.png> 还原成 640x480 画面。
|
||||||
|
# 玩：见 pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl（命令行交互式仿真，一步一截图）。
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||||||
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# ============================================================================
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set origin_dir [file dirname [file normalize [info script]]]
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set proj_name "pipelined-cpu-saolei"
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set part_name "xc7a100tcsg324-1"
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||||||
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||||||
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# ---------------------------------------------------------------- 自检
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set saolei_rom "$origin_dir/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh"
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set required [list \
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||||||
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"$origin_dir/srcs/board/cpu21_board_top.v" \
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||||||
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"$origin_dir/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc" \
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||||||
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"$origin_dir/srcs/tb/tb_saolei.v"]
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||||||
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if {[llength [glob -nocomplain "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"]] == 0} {
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||||||
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lappend required "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"
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||||||
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}
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set missing {}
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||||||
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foreach f $required { if {![file exists $f]} { lappend missing $f } }
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if {[llength $missing] > 0} {
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||||||
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puts "ERROR: 缺少下列文件，请确认 srcs/ 目录完整："
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foreach f $missing { puts " $f" }
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return 1
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}
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||||||
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if {![file exists $saolei_rom]} {
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puts "ERROR: 还没有扫雷 ROM 镜像：$saolei_rom"
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puts " 先在 saolei/ 目录跑 tools\\build.ps1 生成它（见本脚本头部注释）。"
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return 1
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}
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# ---------------------------------------------------------------- 清理旧工程
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# 和 create_project.tcl 同一套策略：只删生成物，srcs/ 等源文件一律不动。
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set clean_first 1
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set run_synth 0
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set synth_jobs 4
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if {$clean_first} {
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set proj_items [list \
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"$origin_dir/$proj_name.xpr" \
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"$origin_dir/$proj_name.srcs" \
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"$origin_dir/$proj_name.runs" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.sim" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.cache" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.hw" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.gen" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.ip_user_files" \
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||||||
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"$origin_dir/$proj_name.lpr" \
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"$origin_dir/.Xil"]
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||||||
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set junk_items [list \
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"$origin_dir/xsim.dir" \
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"$origin_dir/webtalk.jou" \
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"$origin_dir/webtalk.log" \
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||||||
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"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.html" \
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"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.xml"]
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||||||
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foreach pat {vivado*.jou vivado*.log vivado*.str} {
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||||||
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foreach f [glob -nocomplain "$origin_dir/$pat"] { lappend junk_items $f }
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}
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||||||
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||||||
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set blocked {}
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||||||
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set removed 0
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||||||
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foreach {group items} [list proj $proj_items junk $junk_items] {
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||||||
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foreach d $items {
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||||||
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if {![file exists $d]} { continue }
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||||||
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if {[catch {file delete -force $d} err]} {
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||||||
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puts " WARNING: 删不掉 [file tail $d]（$err）"
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||||||
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if {$group eq "proj"} { lappend blocked [file tail $d] }
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} else {
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||||||
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puts " 已删除：[file tail $d]"
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incr removed
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||||||
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}
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||||||
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}
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||||||
|
}
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||||||
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puts "旧工程清理完成（删除 $removed 项，只动 $proj_name.* 与自己产生的临时文件）"
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if {[llength $blocked] > 0} {
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||||||
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puts "ERROR: 这些工程目录删不掉：$blocked"
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puts " 它们正被另一个 Vivado（GUI / Hardware Manager）占用，关掉后重跑。"
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return 1
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||||||
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}
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||||||
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} else {
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||||||
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if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"] || [file exists "$origin_dir/$proj_name.runs"]} {
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||||||
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puts "ERROR: 工程已存在且 clean_first = 0：$origin_dir/$proj_name.xpr"
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puts " 请先删掉它，或把 clean_first 改成 1。"
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return 1
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}
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}
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# ---------------------------------------------------------------- 建工程
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# 只用 -part，不依赖 Digilent 板卡文件（引脚全在 srcs/constrs/*.xdc 里）。
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create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name -force
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# 设计源文件：处理器 RTL + 板级顶层 + 扫雷 ROM
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add_files -norecurse -fileset sources_1 [glob "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"]
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add_files -norecurse -fileset sources_1 [list \
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"$origin_dir/srcs/board/cpu21_board_top.v" \
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$saolei_rom]
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set_property file_type {Verilog Header} [get_files $saolei_rom]
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# 关键：两个 fileset 都定义 SAOLEI_ROM，cpu21_board_top.v 的 `ifdef 链才会选中扫雷 ROM。
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# （sources_1 管综合/上板，sim_1 管 GUI 仿真；sim_1 不定义的话会跑成走马灯。）
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set_property verilog_define {SAOLEI_ROM} [get_filesets sources_1]
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set_property verilog_define {SAOLEI_ROM} [get_filesets sim_1]
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# 约束（引脚 + 时钟分频）
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add_files -norecurse -fileset constrs_1 [glob "$origin_dir/srcs/constrs/*.xdc"]
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# 仿真：扫雷调试台。POINTER_SAMPLE_DIV 由 tb 自己 defparam 压小，上板仍是 50000。
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add_files -norecurse -fileset sim_1 [list "$origin_dir/srcs/tb/tb_saolei.v"]
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# ---------------------------------------------------------------- 顶层与顺序
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set_property top cpu21_board_top [get_filesets sources_1]
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set_property top tb_saolei [get_filesets sim_1]
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update_compile_order -fileset sources_1
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||||||
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update_compile_order -fileset sim_1
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# GUI 仿真默认只跑 1000 ns，这里改成跑完（否则看起来像卡住）
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catch { set_property -name {xsim.simulate.runtime} -value {all} -objects [get_filesets sim_1] }
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# ---------------------------------------------------------------- 可选：顺手综合
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if {$run_synth} {
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puts "开始综合 synth_1（run_synth = 1）..."
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reset_run synth_1
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launch_runs synth_1 -jobs $synth_jobs
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wait_on_run synth_1
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if {[get_property PROGRESS [get_runs synth_1]] ne "100%"} {
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puts "ERROR: 综合未完成，状态 = [get_property STATUS [get_runs synth_1]]"
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return 1
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}
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puts "综合完成：0 error 即可 Run Implementation → Generate Bitstream。"
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}
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# ---------------------------------------------------------------- 结果汇总
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puts ""
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puts "工程已创建：$origin_dir/$proj_name.xpr"
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puts " sources_1 顶层 = cpu21_board_top，程序 = 扫雷（已定义 SAOLEI_ROM）"
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puts " sources_1 ROM = [file tail $saolei_rom]"
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puts " sim_1 顶层 = tb_saolei（跑仿真会打印显存 dump，用 fb2png.py 还原成 PNG）"
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puts " 约束 = [file tail [lindex [glob "$origin_dir/srcs/constrs/*.xdc"] 0]]"
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puts " 下一步：Run Synthesis → Run Implementation → Generate Bitstream"
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puts " （本工程已固定扫雷，不用再改 create_project.tcl 里的三个开关）"
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puts " 上板操作：BTNU/D/L/R 移动光标，BTNC = 左键，SW3 = 插旗模式"
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puts " 注意：CPU 时钟 = 100 MHz / CLK_DIV(默认 2) = 50 MHz；改分频比时"
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puts " cpu21_board_top.v 的 CLK_DIV 与 cpu21_board_top.xdc 的 -divide_by 要一起改。"
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@@ -0,0 +1,498 @@
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# =============================================================================
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# 注意：上板/仿真真正使用的镜像是 programs/risc-v-intrupt-ccab.hex（270 字），
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# 本文件是课程原始清单。由 tools/adapt_intrupt_ccab.py 生成 ROM 时会做六处适配：
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# 1) 三个 ISR 里的 "addi a7,zero,10 + ecall" 会让这颗 CPU 停机（a7 != 34 的
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# ecall 是"停机等 go_i"的约定），中断服务程序跑到那里就卡住、后面的中断显示
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# 循环永远不执行 -> ROM 里换成两条空操作；
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# 2) 原来的 "addi a7,zero,34 + ecall" 显示改成写 MMIO 的 LED 寄存器（0x1000），
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# 并且每个显示点都改为调用 DISP_DLY 加约 10 ms 延时 —— 否则 50 MHz 下刷新
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# 太快，数码管的动态扫描根本分辨不出来，只会看到一片亮；
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# 3) DISP_DLY 追加在程序末尾（0x438），因此所有指令地址、特别是三个中断入口
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# 0x0AC / 0x1E4 / 0x308 都保持不变；
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# 4) **hex 里 ISR2 / ISR3 的现场恢复（出栈）顺序被写乱了**（本清单是正确的，
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# ISR1 的 hex 也是正确的）。ISR3 把 s1 从 s3 的槽位弹出，于是 s1 被写成
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# s3 保存的 0xFFFFF111；ISR3 返回后，正在跑 BLT 测试的 ISR2 的循环计数 s1
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# 就变成 -3823，循环要跑约 170 万周期才退出，表现就是"二级/三级中断返回
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# 之后卡住"；ISR2 的 s0/s2/a0/a7/s1/t3/t1 也全部错位。适配脚本按本清单的
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# 正确 LIFO 顺序改回 12 条 lw 的目标寄存器（字数不变、地址不动）。
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# 5) **ISR3 的 SB 测试用了它自己没有保存的寄存器**（t1 当地址、t3 当计数、
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# s2 当增量）。ISR3 的现场只保存了 s1/a7/a0/s0/s3/s4/s5/s6/uepc，所以：
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# 若 IRQ3 直接抢占正在跑 DIVU 测试的 ISR1（ISR1 用 t3 递减计数），ISR1 的
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# 计数会被改掉；ISR1 恢复后 `addi t3,t3,-1` 得到负数，`bne t3,zero` 永远
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# 成立，DIVU 循环再也回不来 —— 表现就是“拨了 SW0 再拨 SW2 之后卡住”；
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# 主程序的跑马灯步长 t1 也会被改掉。适配脚本把这 14 处寄存器域改成 ISR3
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# 自己保存的 s4/s5/s6（SB 测试结束后紧接着的 IntLoop3 会重新给它们赋值，
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# 所以这样换是安全的），字数与地址不变。
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# 6) **ISR 不能破坏被打断代码的 ra**：三个 ISR 都保存 s1/a7/a0/s0/s3/s4/s5/s6，
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# 但都没有保存 ra，而它们要调用显示例程，"jal ra,DISP_DLY" 会把 ra 写成 ISR
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# 内部的返回地址。如果中断恰好落在被打断代码依赖 ra 的位置（典型就是主程序
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# 正停在 DISP_DLY 末尾的 jalr zero,0(ra) 那一条上），中断返回后就会跳进 ISR
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# 代码里，一路执行到 ISR 结尾的 csrrci zero,0x4,1，把 MIE 永久清零：表现
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# 就是“跑一阵子之后拨开关再也不响应，只能复位”。窗口只有 1~2 拍，平时很
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# 难遇到（仿真里把延时改到极小才会碰上）。适配脚本给 ISR 另加一份显示例程
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# DISP_DLY_ISR（0x458），链接寄存器改用 a0、显示值走 a7（这两个寄存器三个
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# ISR 都保存/恢复），于是 ISR 完全不碰 ra；ISR 的显示点由 "jal ra,DISP_DLY +
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# nop" 换成 "add a7,a0,zero + jal a0,DISP_DLY_ISR"，仍是 2 字换 2 字，
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# 字数与地址不变。
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# =============================================================================
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.text
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addi sp, zero, 2000 #内存堆栈初始化
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#############################################################
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|
#走马灯测?,测试addi,andi,slli,srli,srai,or,ori,nor,ecall LED按走马灯方式来回显示数据
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#############################################################
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||||||
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.text
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|
START:
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addi s0,zero,1
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|
slli s3, s0, 31 # s3=0x80000000
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||||||
|
srai s3, s3, 31 # s3=0xFFFFFFFF
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||||||
|
add s0,zero,zero # s0=0
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||||||
|
addi s2,zero,12
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||||||
|
addi s6,zero,8 #走马灯计数
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|
zmd_loop:
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|
||||||
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addi s0, s0, 1 #计算下一个走马灯的数
|
||||||
|
andi s0, s0, 15
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||||||
|
|
||||||
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#######################################
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||||||
|
addi t0,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,1
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||||||
|
left:
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||||||
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||||||
|
slli s3, s3, 4 #走马灯左移
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||||||
|
or s3, s3, s0
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||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,s3 # display s3
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
sub t0,t0,t1
|
||||||
|
bne t0,zero,left
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||||||
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#######################################
|
||||||
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|
||||||
|
addi s0, s0, 1 #计算下一个走马灯的数
|
||||||
|
addi t6,zero,15
|
||||||
|
and s0, s0, t6
|
||||||
|
slli s0, s0, 28
|
||||||
|
|
||||||
|
addi t0,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,1
|
||||||
|
|
||||||
|
zmd_right:
|
||||||
|
|
||||||
|
srli s3, s3, 4 #走马灯右移
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||||||
|
or s3, s3, s0
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,s3 # display s3
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
sub t0,t0,t1
|
||||||
|
bne t0,zero,zmd_right
|
||||||
|
srli s0, s0, 28
|
||||||
|
#######################################
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||||||
|
|
||||||
|
sub s6,s6,t1
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||||||
|
beq s6,zero, exit
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j zmd_loop
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||||||
|
exit:
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||||||
|
add t0,zero,zero
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xori t0,t0,-1 #test nor ori
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slli t0,t0,16
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||||||
|
ori t0,t0,-1
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,t0 # display t0
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
j START # loop forever
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram1:
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#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 1
|
||||||
|
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
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||||||
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#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 保护现场
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||||||
|
InteruptProgram1:
|
||||||
|
sw t0, 0(sp) #保护t0现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw t3, 0(sp) #保护t3现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 开中断
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# DIVU测试
|
||||||
|
addi t0,zero,2 # /2
|
||||||
|
addi s1,zero, 0x11
|
||||||
|
slli s1,s1,8
|
||||||
|
addi s1,s1,0x11
|
||||||
|
slli s1,s1,16
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
addi t3,zero,28 #ѭ������
|
||||||
|
|
||||||
|
divu_branch:
|
||||||
|
divu s1,s1,t0 #����ָ��
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
addi t3,t3, -1
|
||||||
|
bne t3,zero,divu_branch #ѭ��
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
nop # 原为 addi a7,zero,10 + ecall：这颗 CPU 会停机，改成空操作
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 中断服务
|
||||||
|
addi s6,zero,1 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #计数器累加值
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop1:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift1:
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift1
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #循环次数递减
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 关中断
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 恢复现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw t3, 0(sp) #恢复t3现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw t0, 0(sp) #恢复t0现场
|
||||||
|
|
||||||
|
################ 中断返回
|
||||||
|
uret #同步开中断，uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram2:
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 2
|
||||||
|
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 保护现场
|
||||||
|
InteruptProgram2:
|
||||||
|
sw t1, 0(sp) #保护t1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw t3, 0(sp) #保护t3现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s2, 0(sp) #保护s2现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 开中断
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# BLT测试
|
||||||
|
addi s1,zero,-15 #初始值
|
||||||
|
blt_branch:
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
addi s1,s1,1
|
||||||
|
blt s1,zero,blt_branch #当前指令
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
nop # 原为 addi a7,zero,10 + ecall：这颗 CPU 会停机，改成空操作
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 中断服务
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s6,zero,2 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #计数器累加值
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop2:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift2:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift2
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #循环次数递减
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop2
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 关中断
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 恢复现场
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp) #恢复s0现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s2, 0(sp) #恢复s2现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw t3, 0(sp) #恢复t3现场
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw t1, 0(sp) #恢复t1现场
|
||||||
|
|
||||||
|
################ 中断返回
|
||||||
|
uret #同步开中断，uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram3:
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 3
|
||||||
|
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 保护现场
|
||||||
|
InteruptProgram3:
|
||||||
|
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 开中断
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# SB测试
|
||||||
|
# 注：ROM 镜像里下面这段的 t1/t3/s2 已改成 ISR3 自己保存的 s4/s5/s6
|
||||||
|
# （t1 当地址 -> s4，t3 当计数 -> s5，s2 当增量 -> s6），避免抢占 ISR1
|
||||||
|
# 时破坏 ISR1 的 DIVU 循环计数，详见文件头部第 5 项。
|
||||||
|
addi t1,zero,0 #init_addr
|
||||||
|
addi t3,zero,32 #counter
|
||||||
|
|
||||||
|
#sb写入 01,02,03,04
|
||||||
|
addi s1,zero, 0x00 #
|
||||||
|
addi s2,zero, 0x01 #
|
||||||
|
|
||||||
|
sb_store:
|
||||||
|
sb s1,(t1)
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
add s1,s1,s2 #data +1
|
||||||
|
addi t1,t1,1 # addr ++
|
||||||
|
addi t3,t3,-1 #counter
|
||||||
|
bne t3,zero,sb_store
|
||||||
|
|
||||||
|
addi t3,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,0 # addr
|
||||||
|
sb_branch:
|
||||||
|
lw s1,(t1) #读出数据
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
addi t1,t1,4
|
||||||
|
addi t3,t3, -1
|
||||||
|
bne t3,zero,sb_branch
|
||||||
|
|
||||||
|
nop # 原为 addi a7,zero,10 + ecall：这颗 CPU 会停机，改成空操作
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 中断服务
|
||||||
|
addi s6,zero,3 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #计数器累加值
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop3:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift3:
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
jal ra, DISP_DLY # 显示 a0（写 LED 寄存器 0x1000）并延时约 10 ms
|
||||||
|
nop # 占位：保持每个显示点仍是 2 个字，指令地址不变
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift3
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #循环次数递减
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop3
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 关中断
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# 恢复现场
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
|
||||||
|
|
||||||
|
################ 中断返回
|
||||||
|
uret #同步开中断，uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
|
# -----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
# DISP_DLY —— 显示 + 延时（对应 ROM 末尾 0x438 起的 8 条指令；11 个显示点都用
|
||||||
|
# "jal ra, DISP_DLY" 调用它）
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# sw ra, 256(sp) # 保存返回地址（故意存在 sp+256，见下面的说明）
|
||||||
|
# lui a7, 1 # a7 = 0x1000 = LED_ADDR
|
||||||
|
# sw a0, 0(a7) # 把 a0 写进 LED 寄存器（数码管显示它的 8 位十六进制）
|
||||||
|
# lui t2, 0xFFFC0 # 计数初值为负（-262144），向上数到 0 ≈ 10 ms @50 MHz
|
||||||
|
# 1:addi t2, t2, 1
|
||||||
|
# blt t2, zero, 1b
|
||||||
|
# lw ra, 256(sp)
|
||||||
|
# jalr zero, ra, 0
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 为什么返回地址存在 sp+256，而不是按常规压在 sp-8 的栈帧里：
|
||||||
|
# 本程序的 ISR 用的是"先把 sp 加上去、再往里存"的向上增长栈，一层最多 48 字节，
|
||||||
|
# 最多嵌套 4 层（IRQ_STACK_DEPTH=4）共 192 字节 —— 也就是说 [sp, sp+192) 是中断
|
||||||
|
# 随时可能写到的区域。而显示调用既可能被中断打断，也可能从 ISR 内部发出，所以：
|
||||||
|
# * 若压在 sp-8（常规做法），从 ISR 里调用时会正好盖掉 ISR 存好的 s6 / uepc；
|
||||||
|
# uepc 一坏，uret 就返回到 ISR 内部地址，最后执行到 ISR 尾部的 csrrci 把 MIE
|
||||||
|
# 永久清零，之后再也不响应中断（实测就是这个现象）；
|
||||||
|
# * 放在 sp+256 越过了中断可能压栈的 192 字节区域，嵌套中断打断延时也不会破坏
|
||||||
|
# 它；每次调用各用自己的 sp+256，嵌套调用互不影响。
|
||||||
|
#
|
||||||
|
# 延时计数用"负数向上数到 0"而不是"递减到 0"：万一 t2 被嵌套调用改掉，循环只会
|
||||||
|
# 在 t2 >= 0 时立即退出，不会像递减写法那样回绕成 40 亿次而死等。
|
||||||
|
# -----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
DISP_DLY:
|
||||||
|
sw ra, 256(sp)
|
||||||
|
lui a7, 1
|
||||||
|
sw a0, 0(a7)
|
||||||
|
lui t2, 0xFFFC0
|
||||||
|
DISP_DLY_WAIT:
|
||||||
|
addi t2, t2, 1
|
||||||
|
blt t2, zero, DISP_DLY_WAIT
|
||||||
|
lw ra, 256(sp)
|
||||||
|
jalr zero, ra, 0
|
||||||
+22
-22
@@ -12,8 +12,8 @@
|
|||||||
00499993
|
00499993
|
||||||
0089e9b3
|
0089e9b3
|
||||||
01300533
|
01300533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
406282b3
|
406282b3
|
||||||
fe0294e3
|
fe0294e3
|
||||||
00140413
|
00140413
|
||||||
@@ -25,8 +25,8 @@ fe0294e3
|
|||||||
0049d993
|
0049d993
|
||||||
0089e9b3
|
0089e9b3
|
||||||
01300533
|
01300533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
406282b3
|
406282b3
|
||||||
fe0294e3
|
fe0294e3
|
||||||
01c45413
|
01c45413
|
||||||
@@ -38,8 +38,8 @@ fff2c293
|
|||||||
01029293
|
01029293
|
||||||
fff2e293
|
fff2e293
|
||||||
00500533
|
00500533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
f5dff06f
|
f5dff06f
|
||||||
00512023
|
00512023
|
||||||
00410113
|
00410113
|
||||||
@@ -71,13 +71,13 @@ f5dff06f
|
|||||||
01148493
|
01148493
|
||||||
01049493
|
01049493
|
||||||
00900533
|
00900533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
01c00e13
|
01c00e13
|
||||||
0254d4b3
|
0254d4b3
|
||||||
00900533
|
00900533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
fffe0e13
|
fffe0e13
|
||||||
fe0e16e3
|
fe0e16e3
|
||||||
00a00893
|
00a00893
|
||||||
@@ -89,8 +89,8 @@ fe0e16e3
|
|||||||
00441413
|
00441413
|
||||||
014469b3
|
014469b3
|
||||||
01300533
|
01300533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
fe0416e3
|
fe0416e3
|
||||||
415a0a33
|
415a0a33
|
||||||
fe0a10e3
|
fe0a10e3
|
||||||
@@ -147,8 +147,8 @@ ffc10113
|
|||||||
0040e073
|
0040e073
|
||||||
ff100493
|
ff100493
|
||||||
00900533
|
00900533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
00148493
|
00148493
|
||||||
fe04c8e3
|
fe04c8e3
|
||||||
00a00893
|
00a00893
|
||||||
@@ -160,8 +160,8 @@ fe04c8e3
|
|||||||
00441413
|
00441413
|
||||||
014469b3
|
014469b3
|
||||||
01300533
|
01300533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
fe0416e3
|
fe0416e3
|
||||||
415a0a33
|
415a0a33
|
||||||
fe0a10e3
|
fe0a10e3
|
||||||
@@ -218,8 +218,8 @@ ffc10113
|
|||||||
00100913
|
00100913
|
||||||
00930023
|
00930023
|
||||||
00900533
|
00900533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
012484b3
|
012484b3
|
||||||
00130313
|
00130313
|
||||||
fffe0e13
|
fffe0e13
|
||||||
@@ -228,8 +228,8 @@ fe0e12e3
|
|||||||
00000313
|
00000313
|
||||||
00032483
|
00032483
|
||||||
00900533
|
00900533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
00430313
|
00430313
|
||||||
fffe0e13
|
fffe0e13
|
||||||
fe0e14e3
|
fe0e14e3
|
||||||
@@ -242,8 +242,8 @@ fe0e14e3
|
|||||||
00441413
|
00441413
|
||||||
014469b3
|
014469b3
|
||||||
01300533
|
01300533
|
||||||
02200893
|
000018B7
|
||||||
00000073
|
00A8A023
|
||||||
fe0416e3
|
fe0416e3
|
||||||
415a0a33
|
415a0a33
|
||||||
fe0a10e3
|
fe0a10e3
|
||||||
@@ -0,0 +1,477 @@
|
|||||||
|
.text
|
||||||
|
addi sp, zero, 2000 #�ڴ��ջ��ʼ��
|
||||||
|
|
||||||
|
#############################################################
|
||||||
|
#�����Ʋ�?,����addi,andi,slli,srli,srai,or,ori,nor,ecall LED�������Ʒ�ʽ������ʾ����
|
||||||
|
#############################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
.text
|
||||||
|
START:
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s0,zero,1
|
||||||
|
slli s3, s0, 31 # s3=0x80000000
|
||||||
|
srai s3, s3, 31 # s3=0xFFFFFFFF
|
||||||
|
add s0,zero,zero # s0=0
|
||||||
|
addi s2,zero,12
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s6,zero,8 #�����Ƽ���
|
||||||
|
zmd_loop:
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s0, s0, 1 #������һ�������Ƶ���
|
||||||
|
andi s0, s0, 15
|
||||||
|
|
||||||
|
#######################################
|
||||||
|
addi t0,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,1
|
||||||
|
left:
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s3, s3, 4 #����������
|
||||||
|
or s3, s3, s0
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,s3 # display s3
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
||||||
|
ecall # display
|
||||||
|
|
||||||
|
sub t0,t0,t1
|
||||||
|
bne t0,zero,left
|
||||||
|
#######################################
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s0, s0, 1 #������һ�������Ƶ���
|
||||||
|
addi t6,zero,15
|
||||||
|
and s0, s0, t6
|
||||||
|
slli s0, s0, 28
|
||||||
|
|
||||||
|
addi t0,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,1
|
||||||
|
|
||||||
|
zmd_right:
|
||||||
|
|
||||||
|
srli s3, s3, 4 #����������
|
||||||
|
or s3, s3, s0
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,s3 # display s3
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
||||||
|
ecall # display
|
||||||
|
|
||||||
|
sub t0,t0,t1
|
||||||
|
bne t0,zero,zmd_right
|
||||||
|
srli s0, s0, 28
|
||||||
|
#######################################
|
||||||
|
|
||||||
|
sub s6,s6,t1
|
||||||
|
beq s6,zero, exit
|
||||||
|
j zmd_loop
|
||||||
|
|
||||||
|
exit:
|
||||||
|
|
||||||
|
add t0,zero,zero
|
||||||
|
xori t0,t0,-1 #test nor ori
|
||||||
|
slli t0,t0,16
|
||||||
|
ori t0,t0,-1
|
||||||
|
|
||||||
|
add a0,zero,t0 # display t0
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
||||||
|
ecall # display
|
||||||
|
|
||||||
|
j START # loop forever
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram1:
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 1
|
||||||
|
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �����ֳ�
|
||||||
|
InteruptProgram1:sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
sw t0,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �жϷ���
|
||||||
|
addi s6,zero,1 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop1:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift1:
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # display hex
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift1
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
|
||||||
|
addi t0,zero,1
|
||||||
|
addi t1,zero,3
|
||||||
|
addi s1,zero,0x8
|
||||||
|
slli s1,s1,8
|
||||||
|
addi s1,s1,0x76
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
addi t3,zero,8
|
||||||
|
sll_branch:
|
||||||
|
sll s1,s1,t0
|
||||||
|
sll s1,s1,t1
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
addi t3,t3,-1
|
||||||
|
bne t3,zero,sll_branch
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t0,0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �ָ��ֳ�
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################ �жϷ���
|
||||||
|
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram2:
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 2
|
||||||
|
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �����ֳ�
|
||||||
|
InteruptProgram2:sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
sw t0,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �жϷ���
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s6,zero,2 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
|
||||||
|
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop2:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift2:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # display hex
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift2
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop2
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
|
||||||
|
addi t1,zero,0
|
||||||
|
addi t3,zero,32
|
||||||
|
addi s1,zero,0x00
|
||||||
|
addi s2,zero,0x01
|
||||||
|
sb_store:
|
||||||
|
sb s1,0(t1)
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
add s1,s1,s2
|
||||||
|
addi t1,t1,1
|
||||||
|
addi t3,t3,-1
|
||||||
|
bne t3,zero,sb_store
|
||||||
|
addi t3,zero,8
|
||||||
|
addi t1,zero,0
|
||||||
|
sb_branch:
|
||||||
|
lw s1,0(t1)
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
addi t1,t1,4
|
||||||
|
addi t3,t3,-1
|
||||||
|
bne t3,zero,sb_branch
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t0,0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �ָ��ֳ�
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################ �жϷ���
|
||||||
|
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#InteruptProgram3:
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
# exceptoin 3
|
||||||
|
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
||||||
|
#############################################################################################
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �����ֳ�
|
||||||
|
InteruptProgram3:sw a7, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
sw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
||||||
|
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
|
||||||
|
addi sp, sp, 4
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
sw t0,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
sw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,4
|
||||||
|
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �жϷ���
|
||||||
|
addi s6,zero,3 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
|
||||||
|
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
|
||||||
|
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLoop3:
|
||||||
|
add s0,zero,s6
|
||||||
|
|
||||||
|
IntLeftShift3:
|
||||||
|
|
||||||
|
slli s0, s0, 4
|
||||||
|
or s3,s0,s4
|
||||||
|
add a0,zero,s3 #display s0
|
||||||
|
addi a7,zero,34 # display hex
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
|
||||||
|
bne s0, zero, IntLeftShift3
|
||||||
|
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
|
||||||
|
bne s4, zero, IntLoop3
|
||||||
|
|
||||||
|
################# ���ж�
|
||||||
|
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
||||||
|
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
|
||||||
|
addi s1,zero,-15
|
||||||
|
bltu_branch:
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
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|
ecall
|
||||||
|
addi s1,s1,1
|
||||||
|
bltu zero,s1,bltu_branch
|
||||||
|
add a0,zero,s1
|
||||||
|
addi a7,zero,34
|
||||||
|
ecall
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw s1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t6,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t5,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t4,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t3,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t2,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t1,0(sp)
|
||||||
|
addi sp,sp,-4
|
||||||
|
lw t0,0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################# �ָ��ֳ�
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
||||||
|
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s6, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s5, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s4, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s3, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw s0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a0, 0(sp)
|
||||||
|
addi sp, sp, -4
|
||||||
|
lw a7, 0(sp)
|
||||||
|
|
||||||
|
################ �жϷ���
|
||||||
|
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,344 @@
|
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7d000113
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00100413
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01f41993
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41f9d993
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00c00913
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00800b13
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00f47413
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fe0294e3
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00140413
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00f00f93
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01f47433
|
||||||
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01c41413
|
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|
00800293
|
||||||
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00100313
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||||||
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0049d993
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0089e9b3
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||||||
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01300533
|
||||||
|
02200893
|
||||||
|
00000073
|
||||||
|
406282b3
|
||||||
|
fe0294e3
|
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01c45413
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406b0b33
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f95ff06f
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fff2e293
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02200893
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f5dff06f
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00a12023
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00410113
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||||||
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00812023
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00410113
|
||||||
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01312023
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||||||
|
00410113
|
||||||
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01412023
|
||||||
|
00410113
|
||||||
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01512023
|
||||||
|
00410113
|
||||||
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01612023
|
||||||
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00410113
|
||||||
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04106b73
|
||||||
|
01612023
|
||||||
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00410113
|
||||||
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00512023
|
||||||
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00410113
|
||||||
|
00612023
|
||||||
|
00410113
|
||||||
|
00712023
|
||||||
|
00410113
|
||||||
|
01c12023
|
||||||
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00410113
|
||||||
|
01d12023
|
||||||
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00410113
|
||||||
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01e12023
|
||||||
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00410113
|
||||||
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01f12023
|
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00410113
|
||||||
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00912023
|
||||||
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00410113
|
||||||
|
01212023
|
||||||
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00410113
|
||||||
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0040e073
|
||||||
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00100b13
|
||||||
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00300a13
|
||||||
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00100a93
|
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01600433
|
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00441413
|
||||||
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014469b3
|
||||||
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01300533
|
||||||
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02200893
|
||||||
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00000073
|
||||||
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fe0416e3
|
||||||
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415a0a33
|
||||||
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fe0a10e3
|
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0040f073
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00100293
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00300313
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00800493
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00849493
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07648493
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||||||
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02200893
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00000073
|
||||||
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00800e13
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005494b3
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006494b3
|
||||||
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00900533
|
||||||
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02200893
|
||||||
|
00000073
|
||||||
|
fffe0e13
|
||||||
|
fe0e14e3
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012903
|
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ffc10113
|
||||||
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00012483
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012f83
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012f03
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012e83
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012e03
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012383
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ffc10113
|
||||||
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00012303
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ffc10113
|
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00012283
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ffc10113
|
||||||
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00012b03
|
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041b1073
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||||||
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ffc10113
|
||||||
|
00012b03
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012a83
|
||||||
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ffc10113
|
||||||
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00012a03
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ffc10113
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ffc10113
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00812023
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00410113
|
||||||
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01312023
|
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||||||
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01412023
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01512023
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||||||
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00410113
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00410113
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01d12023
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||||||
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||||||
|
00441413
|
||||||
|
014469b3
|
||||||
|
01300533
|
||||||
|
02200893
|
||||||
|
00000073
|
||||||
|
fe0416e3
|
||||||
|
415a0a33
|
||||||
|
fe0a10e3
|
||||||
|
0040f073
|
||||||
|
ff100493
|
||||||
|
00900533
|
||||||
|
02200893
|
||||||
|
00000073
|
||||||
|
00148493
|
||||||
|
fe9068e3
|
||||||
|
00900533
|
||||||
|
02200893
|
||||||
|
00000073
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012903
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012483
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012f83
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012f03
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012e83
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012e03
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012383
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012303
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012283
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012b03
|
||||||
|
041b1073
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012b03
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012a83
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012a03
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012983
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012403
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012503
|
||||||
|
ffc10113
|
||||||
|
00012883
|
||||||
|
00200073
|
||||||
@@ -1,421 +0,0 @@
|
|||||||
.text
|
|
||||||
addi sp, zero, 2000 #内存堆栈初始化
|
|
||||||
|
|
||||||
#############################################################
|
|
||||||
#走马灯测?,测试addi,andi,slli,srli,srai,or,ori,nor,ecall LED按走马灯方式来回显示数据
|
|
||||||
#############################################################
|
|
||||||
|
|
||||||
.text
|
|
||||||
START:
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s0,zero,1
|
|
||||||
slli s3, s0, 31 # s3=0x80000000
|
|
||||||
srai s3, s3, 31 # s3=0xFFFFFFFF
|
|
||||||
add s0,zero,zero # s0=0
|
|
||||||
addi s2,zero,12
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s6,zero,8 #走马灯计数
|
|
||||||
zmd_loop:
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s0, s0, 1 #计算下一个走马灯的数
|
|
||||||
andi s0, s0, 15
|
|
||||||
|
|
||||||
#######################################
|
|
||||||
addi t0,zero,8
|
|
||||||
addi t1,zero,1
|
|
||||||
left:
|
|
||||||
|
|
||||||
slli s3, s3, 4 #走马灯左移
|
|
||||||
or s3, s3, s0
|
|
||||||
|
|
||||||
add a0,zero,s3 # display s3
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
|
||||||
ecall # display
|
|
||||||
|
|
||||||
sub t0,t0,t1
|
|
||||||
bne t0,zero,left
|
|
||||||
#######################################
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s0, s0, 1 #计算下一个走马灯的数
|
|
||||||
addi t6,zero,15
|
|
||||||
and s0, s0, t6
|
|
||||||
slli s0, s0, 28
|
|
||||||
|
|
||||||
addi t0,zero,8
|
|
||||||
addi t1,zero,1
|
|
||||||
|
|
||||||
zmd_right:
|
|
||||||
|
|
||||||
srli s3, s3, 4 #走马灯右移
|
|
||||||
or s3, s3, s0
|
|
||||||
|
|
||||||
add a0,zero,s3 # display s3
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
|
||||||
ecall # display
|
|
||||||
|
|
||||||
sub t0,t0,t1
|
|
||||||
bne t0,zero,zmd_right
|
|
||||||
srli s0, s0, 28
|
|
||||||
#######################################
|
|
||||||
|
|
||||||
sub s6,s6,t1
|
|
||||||
beq s6,zero, exit
|
|
||||||
j zmd_loop
|
|
||||||
|
|
||||||
exit:
|
|
||||||
|
|
||||||
add t0,zero,zero
|
|
||||||
xori t0,t0,-1 #test nor ori
|
|
||||||
slli t0,t0,16
|
|
||||||
ori t0,t0,-1
|
|
||||||
|
|
||||||
add a0,zero,t0 # display t0
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # system call for LED display
|
|
||||||
ecall # display
|
|
||||||
|
|
||||||
j START # loop forever
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#InteruptProgram1:
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
# exceptoin 1
|
|
||||||
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 保护现场
|
|
||||||
InteruptProgram1:
|
|
||||||
sw t0, 0(sp) #保护t0现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw t3, 0(sp) #保护t3现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a7, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s3, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s4, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s5, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s6, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
|
||||||
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 开中断
|
|
||||||
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
|
||||||
|
|
||||||
################# DIVU测试
|
|
||||||
addi t0,zero,2 # /2
|
|
||||||
addi s1,zero, 0x11
|
|
||||||
slli s1,s1,8
|
|
||||||
addi s1,s1,0x11
|
|
||||||
slli s1,s1,16
|
|
||||||
|
|
||||||
add a0,zero,s1
|
|
||||||
addi a7,zero,34
|
|
||||||
ecall
|
|
||||||
addi t3,zero,28 #ѭ������
|
|
||||||
|
|
||||||
divu_branch:
|
|
||||||
divu s1,s1,t0 #����ָ��
|
|
||||||
add a0,zero,s1
|
|
||||||
addi a7,zero,34
|
|
||||||
ecall #�����ǰֵ
|
|
||||||
addi t3,t3, -1
|
|
||||||
bne t3,zero,divu_branch #ѭ��
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
addi a7,zero,10
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 中断服务
|
|
||||||
addi s6,zero,1 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
|
||||||
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
|
||||||
addi s5,zero,1 #计数器累加值
|
|
||||||
|
|
||||||
IntLoop1:
|
|
||||||
add s0,zero,s6
|
|
||||||
|
|
||||||
IntLeftShift1:
|
|
||||||
|
|
||||||
slli s0, s0, 4
|
|
||||||
or s3,s0,s4
|
|
||||||
add a0,zero,s3 #display s0
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # display hex
|
|
||||||
ecall
|
|
||||||
|
|
||||||
bne s0, zero, IntLeftShift1
|
|
||||||
sub s4,s4,s5 #循环次数递减
|
|
||||||
bne s4, zero, IntLoop1
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 关中断
|
|
||||||
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 恢复现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s6, 0(sp)
|
|
||||||
|
|
||||||
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
|
||||||
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s6, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s5, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s4, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s3, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw a0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw a7, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw t3, 0(sp) #恢复t3现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw t0, 0(sp) #恢复t0现场
|
|
||||||
|
|
||||||
################ 中断返回
|
|
||||||
uret #同步开中断，uepc-->pc
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#InteruptProgram2:
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
# exceptoin 2
|
|
||||||
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 保护现场
|
|
||||||
InteruptProgram2:
|
|
||||||
sw t1, 0(sp) #保护t1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw t3, 0(sp) #保护t3现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s2, 0(sp) #保护s2现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a7, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s3, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s4, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s5, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s6, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
|
||||||
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 开中断
|
|
||||||
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
|
||||||
|
|
||||||
################# BLT测试
|
|
||||||
addi s1,zero,-15 #初始值
|
|
||||||
blt_branch:
|
|
||||||
add a0,zero,s1
|
|
||||||
addi a7,zero,34
|
|
||||||
ecall #输出当前值
|
|
||||||
addi s1,s1,1
|
|
||||||
blt s1,zero,blt_branch #当前指令
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
addi a7,zero,10
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 中断服务
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s6,zero,2 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
|
||||||
|
|
||||||
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
|
||||||
addi s5,zero,1 #计数器累加值
|
|
||||||
|
|
||||||
IntLoop2:
|
|
||||||
add s0,zero,s6
|
|
||||||
|
|
||||||
IntLeftShift2:
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
slli s0, s0, 4
|
|
||||||
or s3,s0,s4
|
|
||||||
add a0,zero,s3 #display s0
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # display hex
|
|
||||||
ecall
|
|
||||||
|
|
||||||
bne s0, zero, IntLeftShift2
|
|
||||||
sub s4,s4,s5 #循环次数递减
|
|
||||||
bne s4, zero, IntLoop2
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 关中断
|
|
||||||
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 恢复现场
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s6, 0(sp)
|
|
||||||
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
|
|
||||||
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s6, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s5, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s4, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s3, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s0, 0(sp) #恢复s0现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw a0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw a7, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s2, 0(sp) #恢复s2现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw t3, 0(sp) #恢复t3现场
|
|
||||||
addi sp, sp, -4
|
|
||||||
lw t1, 0(sp) #恢复t1现场
|
|
||||||
|
|
||||||
################ 中断返回
|
|
||||||
uret #同步开中断，uepc-->pc
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#InteruptProgram3:
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
# exceptoin 3
|
|
||||||
# 使用?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
|
|
||||||
#############################################################################################
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 保护现场
|
|
||||||
InteruptProgram3:
|
|
||||||
sw s1, 0(sp) #保护s1现场
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a7, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw a0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s0, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s3, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s4, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s5, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
sw s6, 0(sp)
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
|
|
||||||
sw s6, 0(sp) #uepc压栈保护
|
|
||||||
addi sp, sp, 4
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 开中断
|
|
||||||
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
|
|
||||||
|
|
||||||
################# SB测试
|
|
||||||
addi t1,zero,0 #init_addr
|
|
||||||
addi t3,zero,32 #counter
|
|
||||||
|
|
||||||
#sb写入 01,02,03,04
|
|
||||||
addi s1,zero, 0x00 #
|
|
||||||
addi s2,zero, 0x01 #
|
|
||||||
|
|
||||||
sb_store:
|
|
||||||
sb s1,(t1)
|
|
||||||
add a0,zero,s1
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # system call for print
|
|
||||||
ecall # print
|
|
||||||
|
|
||||||
add s1,s1,s2 #data +1
|
|
||||||
addi t1,t1,1 # addr ++
|
|
||||||
addi t3,t3,-1 #counter
|
|
||||||
bne t3,zero,sb_store
|
|
||||||
|
|
||||||
addi t3,zero,8
|
|
||||||
addi t1,zero,0 # addr
|
|
||||||
sb_branch:
|
|
||||||
lw s1,(t1) #读出数据
|
|
||||||
add a0,zero,s1
|
|
||||||
addi a7,zero,34 # system call for print
|
|
||||||
ecall # print
|
|
||||||
addi t1,t1,4
|
|
||||||
addi t3,t3, -1
|
|
||||||
bne t3,zero,sb_branch
|
|
||||||
|
|
||||||
addi a7,zero,10 # system call for exit
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
################# 中断服务
|
|
||||||
addi s6,zero,3 #中断?1,2,3 不同中断号显示值不一样
|
|
||||||
addi s4,zero,3 #循环次数初始值
|
|
||||||
addi s5,zero,1 #计数器累加值
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IntLoop3:
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add s0,zero,s6
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IntLeftShift3:
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slli s0, s0, 4
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or s3,s0,s4
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add a0,zero,s3 #display s0
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addi a7,zero,34 # display hex
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ecall
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||||||
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bne s0, zero, IntLeftShift3
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sub s4,s4,s5 #循环次数递减
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bne s4, zero, IntLoop3
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################# 关中断
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csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
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################# 恢复现场
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addi sp, sp, -4
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lw s6, 0(sp)
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csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
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||||||
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addi sp, sp, -4
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lw s6, 0(sp)
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||||||
addi sp, sp, -4
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lw s5, 0(sp)
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||||||
addi sp, sp, -4
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lw s4, 0(sp)
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||||||
addi sp, sp, -4
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lw s3, 0(sp)
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addi sp, sp, -4
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lw s0, 0(sp)
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addi sp, sp, -4
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lw a0, 0(sp)
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addi sp, sp, -4
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||||||
lw a7, 0(sp)
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||||||
addi sp, sp, -4
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lw s1, 0(sp) #恢复s1现场
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################ 中断返回
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uret #同步开中断，uepc-->pc
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||||||
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||||||
@@ -9,12 +9,20 @@
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|||||||
// （[Place 30-415] IO Placement failed due to overutilization）。本模块只把
|
// （[Place 30-415] IO Placement failed due to overutilization）。本模块只把
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||||||
// 开发板真正需要的外设引出来，其余调试端口不连接，因此不占用引脚：
|
// 开发板真正需要的外设引出来，其余调试端口不连接，因此不占用引脚：
|
||||||
//
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//
|
||||||
// clk100 (E3) -> CPU 时钟（100 MHz，经 CLK_DIV 分频后给 CPU）
|
// clk100 (E3) -> CPU 时钟（100 MHz，经 CPU_DIV 分频后给 CPU；默认 50 MHz，
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||||||
|
// 跑中断综合测试程序时用更慢的 CLK_DIV_INTRUPT，
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||||||
|
// 让数码管上每个数值停留更久，便于观察）
|
||||||
// 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
|
||||||
// led[15:0] -> 板载 LED[15:0]：显示 MMIO（LED_ADDR）写入值的低 16 位
|
// 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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||||||
|
// 请求出现开始点亮，一直到它的 ISR 执行 uret 返回后才熄灭；
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||||||
|
// LED[15:3] 熄灭
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||||||
// led_we (R12) -> LED16_B：有 MMIO 写入时亮，并拉长约 0.34 s 便于观察
|
// led_we (R12) -> LED16_B：有 MMIO 写入时亮，并拉长约 0.34 s 便于观察
|
||||||
|
// an/seg/dp -> 板载 8 位七段数码管：显示程序写入 LED_ADDR 的 32 位
|
||||||
|
// 十六进制数据（每 4 位对应一个数码管）
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||||||
//
|
//
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||||||
// 片内存储器：
|
// 片内存储器：
|
||||||
// ROM：ROM_WORDS 字，组合读，内容由 `include "cpu21_board_rom.vh"` 给出
|
// ROM：ROM_WORDS 字，组合读，内容由 `include "cpu21_board_rom.vh"` 给出
|
||||||
@@ -38,9 +46,30 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
// CLK_DIV=2（ 50 MHz）：WNS ≈ +8 ns，余量充足。
|
// CLK_DIV=2（ 50 MHz）：WNS ≈ +8 ns，余量充足。
|
||||||
// 因此默认取 2，既比原来的 16 分频快 8 倍，又能保证时序收敛。
|
// 因此默认取 2，既比原来的 16 分频快 8 倍，又能保证时序收敛。
|
||||||
parameter integer CLK_DIV = 2,
|
parameter integer CLK_DIV = 2,
|
||||||
// 鼠标事件源：0 = 板上 5 向按键（免外设，默认）；1 = PS/2 鼠标（Pmod JA）
|
// 中断综合测试程序（RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM）专用的 CPU 分频比。
|
||||||
parameter integer USE_PS2_MOUSE = 0
|
// 该程序每次显示之间的延时常量是按 50 MHz 调的：50 MHz 下每个数值只停留
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||||||
) (
|
// 约 10 ms，数码管上根本读不出来。停留时间与分频比成正比，例如：
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||||||
|
// 8 → 12.5 MHz（每个数值约 40 ms）、16 → 6.25 MHz（约 80 ms）、
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||||||
|
// 32 → 3.125 MHz（约 160 ms）、64 → 1.5625 MHz（约 320 ms）。
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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，
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||||||
|
// 所以不会掩盖时序违例（约束偏严）。
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||||||
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parameter integer CLK_DIV_INTRUPT = 32,
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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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||||||
|
// 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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||||||
|
// 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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||||||
|
parameter integer USE_PS2_MOUSE = 1,
|
||||||
|
// 调试：1 = 用 LED 高位显示 PS/2 诊断信息：
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||||||
|
// 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[4] = ps2_data 当前电平
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||||||
|
// LED[3] = ps2_clk 当前电平
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||||||
|
// LED[2:0] 始终是三路中断指示。
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||||||
|
parameter integer DEBUG_PS2_RX_LED = 1,
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||||||
|
// 5 向按键去抖的采样周期（CPU 周期数）：上板默认 50000（1 ms @50 MHz）。
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||||||
|
// 仿真里可以传一个小值，让"按一下"在几十微秒内就被识别。
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||||||
|
parameter integer POINTER_SAMPLE_DIV = 50000
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||||||
|
) (
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||||||
input wire clk100, // E3
|
input wire clk100, // E3
|
||||||
input wire rst_n, // C12：CPU_RESETN，低有效
|
input wire rst_n, // C12：CPU_RESETN，低有效
|
||||||
input wire go, // N17：BTNC（同时用作鼠标左键）
|
input wire go, // N17：BTNC（同时用作鼠标左键）
|
||||||
@@ -50,6 +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）
|
||||||
@@ -65,20 +95,48 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
// PS/2（只有 USE_PS2_MOUSE=1 时才用）
|
// PS/2（只有 USE_PS2_MOUSE=1 时才用）
|
||||||
input wire ps2_clk,
|
input wire ps2_clk,
|
||||||
input wire ps2_data
|
input wire ps2_data
|
||||||
);
|
);
|
||||||
localparam ROM_AW = $clog2(ROM_WORDS);
|
localparam ROM_AW = $clog2(ROM_WORDS);
|
||||||
localparam RAM_AW = $clog2(RAM_WORDS);
|
localparam RAM_AW = $clog2(RAM_WORDS);
|
||||||
|
|
||||||
|
// CPU 时钟实际用的分频比：中断综合测试程序用更慢的 CLK_DIV_INTRUPT，
|
||||||
|
// 其余程序用 CLK_DIV。两者必须都是偶数（保证 50% 占空比）。
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||||||
|
`ifdef RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
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||||||
|
|
||||||
|
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV_INTRUPT;
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||||||
|
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
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||||||
|
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV_INTRUPT;
|
||||||
|
`else
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||||||
|
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV;
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||||||
|
`endif
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||||||
|
|
||||||
|
// 数码管扫描分频：目标是“每位数码管约 125 Hz 刷新”（即每步 1 ms），与 CPU
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||||||
|
// 时钟频率无关。每步时间 = REFRESH_DIV / f_cpu，而 f_cpu = 100 MHz / CPU_DIV，
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||||||
|
// 所以 REFRESH_DIV = 1 ms × f_cpu = 100000 / CPU_DIV：
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||||||
|
// CPU_DIV = 2（ 50 MHz）-> 50000（每步 1 ms，每位数码管 125 Hz）
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||||||
|
// CPU_DIV = 8（12.5 MHz）-> 12500（同上）
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||||||
|
// 例：CPU_DIV = 32（3.125 MHz）-> 3125（每步仍是 1 ms）。
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||||||
|
// 不这样缩放的话，CPU 降频时扫描会按同样比例变慢，肉眼能看到闪烁。
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||||||
|
localparam integer SEG_REFRESH_DIV = 100000 / CPU_DIV;
|
||||||
|
|
||||||
wire arst = ~rst_n; // 异步复位（高有效）
|
wire arst = ~rst_n; // 异步复位（高有效）
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 时钟：100 MHz / CLK_DIV（默认 2 = 50 MHz）给 CPU。
|
// 时钟：100 MHz / CPU_DIV 给 CPU。默认 50 MHz（CLK_DIV=2）；跑中断综合测试
|
||||||
|
// 程序时用更慢的 CLK_DIV_INTRUPT（见该参数说明），让数码管上的数值停留更久。
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// 乘除法已经是 cpu21_riscv_muldiv 里的多周期单元，关键路径上不再有组合的
|
// 乘除法已经是 cpu21_riscv_muldiv 里的多周期单元，关键路径上不再有组合的
|
||||||
// 32x32 乘法/除法；剩下的违例路径是 EX 级“分支判决/中断保存 → BPB 更新”，
|
// 32x32 乘法/除法；剩下的违例路径是 EX 级“分支判决/中断保存 → BPB 更新”，
|
||||||
// 与乘除法无关，实测 100 MHz 下 WNS = -1.1 ns，50 MHz 下余量约 +8 ns。
|
// 与乘除法无关，实测 100 MHz 下 WNS = -1.1 ns，50 MHz 下余量约 +8 ns。
|
||||||
// 分频后的时钟由 Vivado 自动插 BUFG；XDC 里用 create_generated_clock 声明，
|
// 分频后的时钟由 Vivado 自动插 BUFG；XDC 里用 create_generated_clock 声明。
|
||||||
// 改分频比时两处要一起改。
|
// XDC 按最坏情况固定成 -divide_by 2（50 MHz），所以这里把实际时钟变慢属于
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||||||
|
// “约束偏严”，不会掩盖时序违例。
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||||||
|
//
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||||||
|
// 中断综合测试程序会用更慢的 CPU_DIV（见 CLK_DIV_INTRUPT）：程序里的延时常量
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||||||
|
// 按 50 MHz 调好，50 MHz 下每个数值只停留约 10 ms，读数根本看不清；
|
||||||
|
// 停留时间与分频比成正比，具体见 CLK_DIV_INTRUPT 的说明。
|
||||||
|
// 注意：VGA 的 25 MHz 像素节拍也是从这个 CPU 时钟分频出来的，CPU 降频时
|
||||||
|
// VGA 行场时序会跟着变慢（超出 VGA 规范）。中断测试程序不用 VGA，无影响。
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
reg [15:0] clk_cnt;
|
reg [15:0] clk_cnt;
|
||||||
reg clk_div;
|
reg clk_div;
|
||||||
@@ -87,12 +145,10 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
if (arst) begin
|
if (arst) begin
|
||||||
clk_cnt <= 16'd0;
|
clk_cnt <= 16'd0;
|
||||||
clk_div <= 1'b0;
|
clk_div <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end else if (clk_cnt == (CPU_DIV / 2 - 1)) begin
|
||||||
else if (clk_cnt == (CLK_DIV / 2 - 1)) begin
|
|
||||||
clk_cnt <= 16'd0;
|
clk_cnt <= 16'd0;
|
||||||
clk_div <= ~clk_div;
|
clk_div <= ~clk_div;
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
clk_cnt <= clk_cnt + 16'd1;
|
clk_cnt <= clk_cnt + 16'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
@@ -105,10 +161,8 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
reg [2:0] rst_sync_q;
|
reg [2:0] rst_sync_q;
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
||||||
if (arst)
|
if (arst) rst_sync_q <= 3'b111;
|
||||||
rst_sync_q <= 3'b111;
|
else rst_sync_q <= {rst_sync_q[1:0], 1'b0};
|
||||||
else
|
|
||||||
rst_sync_q <= {rst_sync_q[1:0], 1'b0};
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
wire reset = rst_sync_q[2];
|
wire reset = rst_sync_q[2];
|
||||||
@@ -119,11 +173,13 @@ 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 [31:0] led_data;
|
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 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）
|
||||||
wire [31:0] disp_ctrl, disp_cursor; // 显示控制器（CPU 内部 MMIO 驱动）
|
wire [31:0] disp_ctrl, disp_cursor; // 显示控制器（CPU 内部 MMIO 驱动）
|
||||||
wire [31:0] seg_data; // 数码管：8 位十六进制
|
wire [31:0] seg_data; // 保留的独立数码管 MMIO 数据
|
||||||
wire seg_valid;
|
wire seg_valid;
|
||||||
wire fb_we; // 显存写端口
|
wire fb_we; // 显存写端口
|
||||||
wire [ 9:0] fb_waddr;
|
wire [ 9:0] fb_waddr;
|
||||||
@@ -131,78 +187,96 @@ module cpu21_board_top #(
|
|||||||
wire [ 3:0] fb_wstrb;
|
wire [ 3:0] fb_wstrb;
|
||||||
wire [ 9:0] fb_raddr; // 显存读端口（VGA）
|
wire [ 9:0] fb_raddr; // 显存读端口（VGA）
|
||||||
wire mouse_irq, level_irq; // 鼠标事件中断 / 软件中断（关卡入口）
|
wire mouse_irq, level_irq; // 鼠标事件中断 / 软件中断（关卡入口）
|
||||||
|
wire [1:0] irq_level; // 当前正在服务的中断级别（0 = 不在中断里，1/2/3 = 在 ISR 里）
|
||||||
wire frame_tick;
|
wire frame_tick;
|
||||||
wire [15:0] sw_vec = {12'b0, sw_flag, irq_sw};
|
wire [15:0] sw_vec = {12'b0, sw_flag, irq_sw};
|
||||||
// 中断连线：SW0 与鼠标共用一个入口，SW1 与"关卡入口"共用一个入口。
|
// 中断连线：SW0 与鼠标共用一个入口，SW1 与"关卡入口"共用一个入口。
|
||||||
wire [ 2:0] irq_vec = {irq_sw[2], (level_irq | irq_sw[1]), (mouse_irq | irq_sw[0])};
|
// 中断线对应关系（必须与 saolei/sw/linker.ld、mmio.h 的约定一致）：
|
||||||
|
// irq_vec[0] = IRQ1 -> 入口 0x100 = 关卡（游戏），由 LEVEL 软件中断拉起
|
||||||
|
// irq_vec[1] = IRQ2 -> 入口 0x200 = 鼠标读取，由事件 FIFO 非空拉起
|
||||||
|
// irq_vec[2] = IRQ3 -> 入口 0x300 = 备用
|
||||||
|
// （原来 mouse 接在 [0]、level 接在 [1]，正好对调：第一个鼠标事件会跳进关卡
|
||||||
|
// 入口把棋盘画出来，而鼠标 ISR 永不执行，FIFO 不弹空、中断线恒高 —— 于是
|
||||||
|
// 只能收到一次事件。拨码开关 SW[2:0] 仍按位 OR 进来，兼容原中断测试程序。）
|
||||||
|
wire [2:0] irq_vec = {irq_sw[2], (mouse_irq | irq_sw[1]), (level_irq | irq_sw[0])};
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 指令 ROM：组合读（未用到的地址填 NOP）
|
// 指令 ROM：组合读（未用到的地址填 NOP）
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
reg [31:0] rom [0:ROM_WORDS-1];
|
reg [31:0] rom[0:ROM_WORDS-1];
|
||||||
integer i;
|
integer i;
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
initial begin
|
||||||
for (i = 0; i < ROM_WORDS; i = i + 1)
|
for (i = 0; i < ROM_WORDS; i = i + 1) rom[i] = 32'h0000_0013; // NOP 填充
|
||||||
rom[i] = 32'h0000_0013; // NOP 填充
|
|
||||||
`ifdef SAOLEI_ROM
|
`ifdef SAOLEI_ROM
|
||||||
// 扫雷程序（由 saolei/tools/build.ps1 生成的 cpu21_saolei_rom.vh）。
|
// 扫雷程序（由 saolei/tools/build.ps1 生成的 cpu21_saolei_rom.vh）。
|
||||||
// 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 即可切换到这个程序；不定义就是下面的跑马灯。
|
// 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 即可切换到这个程序；不定义就是下面的跑马灯。
|
||||||
`include "cpu21_saolei_rom.vh"
|
`include "cpu21_saolei_rom.vh"
|
||||||
|
|
||||||
|
`elsif RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
|
||||||
|
// 中断综合测试程序：三个中断入口由镜像中的实际标签位置决定。
|
||||||
|
`include "risc-v-intrupt-ccab.vh"
|
||||||
|
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
|
||||||
|
// 课程新版中断测试（附加 SLL/SB/BLTU），ISR 入口 0x0AC / 0x240 / 0x3E8。
|
||||||
|
`include "risc-v-intrupt-sllsb.vh"
|
||||||
`elsif BOARD_ROM_FAST
|
`elsif BOARD_ROM_FAST
|
||||||
// 仿真专用：把演示程序的延时改小的版本（综合流程不会用到）
|
// 仿真专用：把演示程序的延时改小的版本（综合流程不会用到）
|
||||||
`include "cpu21_board_rom_fast.vh"
|
`include "cpu21_board_rom_fast.vh"
|
||||||
`else
|
`else
|
||||||
`include "cpu21_board_rom.vh"
|
`include "cpu21_board_rom.vh"
|
||||||
`endif
|
`endif
|
||||||
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
// 数据 RAM：字节写使能 + 组合读
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
reg [31:0] ram[0:RAM_WORDS-1];
|
|
||||||
integer j;
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
for (j = 0; j < RAM_WORDS; j = j + 1)
|
|
||||||
ram[j] = 32'b0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [ROM_AW+1:2] rom_index = instr_addr[ROM_AW+1:2];
|
|
||||||
wire [RAM_AW+1:2] ram_index = data_addr[RAM_AW+1:2];
|
|
||||||
wire ram_sel = (data_addr[31:RAM_AW+2] == 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] instr_word = rom[rom_index];
|
|
||||||
wire [31:0] data_rdata = ram_sel ? ram[ram_index] : 32'b0;
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk_cpu) begin
|
|
||||||
if (ram_sel && data_we) begin
|
|
||||||
if (data_wstrb[0])
|
|
||||||
ram[ram_index][7:0] <= data_wdata[7:0];
|
|
||||||
if (data_wstrb[1])
|
|
||||||
ram[ram_index][15:8] <= data_wdata[15:8];
|
|
||||||
if (data_wstrb[2])
|
|
||||||
ram[ram_index][23:16] <= data_wdata[23:16];
|
|
||||||
if (data_wstrb[3])
|
|
||||||
ram[ram_index][31:24] <= data_wdata[31:24];
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 处理器：只连接上板需要的端口，调试端口留空（不产生 I/O）
|
// 数据 RAM：字节写使能 + 组合读
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
|
reg [31:0] ram[0:RAM_WORDS-1];
|
||||||
|
integer j;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
for (j = 0; j < RAM_WORDS; j = j + 1) ram[j] = 32'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [ROM_AW+1:2] rom_index = instr_addr[ROM_AW+1:2];
|
||||||
|
wire [RAM_AW+1:2] ram_index = data_addr[RAM_AW+1:2];
|
||||||
|
wire ram_sel = (data_addr[31:RAM_AW+2] == 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [31:0] instr_word = rom[rom_index];
|
||||||
|
wire [31:0] data_rdata = ram_sel ? ram[ram_index] : 32'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk_cpu) begin
|
||||||
|
if (ram_sel && data_we) begin
|
||||||
|
if (data_wstrb[0]) ram[ram_index][7:0] <= data_wdata[7:0];
|
||||||
|
if (data_wstrb[1]) ram[ram_index][15:8] <= data_wdata[15:8];
|
||||||
|
if (data_wstrb[2]) ram[ram_index][23:16] <= data_wdata[23:16];
|
||||||
|
if (data_wstrb[3]) ram[ram_index][31:24] <= data_wdata[31:24];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
// 处理器：只连接上板需要的端口，调试端口留空（不产生 I/O）
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
|
||||||
.LED_ADDR (LED_ADDR),
|
.LED_ADDR (LED_ADDR),
|
||||||
.USTATUS_INIT(USTATUS_INIT),
|
.USTATUS_INIT(USTATUS_INIT),
|
||||||
// 三个中断入口：必须与 sw/linker.ld 里
|
// 中断入口必须与所选 ROM 镜像中的 ISR 起点一致。
|
||||||
// .text.isr1/2/3 的地址一致
|
`ifdef RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
|
||||||
// IRQ1(0x100) = 关卡（游戏）入口
|
// risc-v-intrupt-ccab.hex：字 43/121/194
|
||||||
// IRQ2(0x200) = 鼠标读取
|
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_00AC),
|
||||||
// IRQ3(0x300) = 备用
|
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_01E4),
|
||||||
|
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_0308)
|
||||||
|
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
|
||||||
|
// risc-v-intrupt-sllsb.hex：字 43/144/250（加了 SLL/SB/BLTU 后 ISR2/3 后移）
|
||||||
|
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_00AC),
|
||||||
|
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_0240),
|
||||||
|
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_03E8)
|
||||||
|
`else
|
||||||
|
// 扫雷程序：linker.ld 中固定的 0x100/0x200/0x300
|
||||||
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_0100),
|
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_0100),
|
||||||
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_0200),
|
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_0200),
|
||||||
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_0300)
|
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_0300)
|
||||||
|
`endif
|
||||||
) u_cpu (
|
) u_cpu (
|
||||||
.clk (clk_cpu),
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
.reset (reset),
|
.reset (reset),
|
||||||
@@ -230,79 +304,132 @@ cpu21_riscv_redirect_int_bpb #(
|
|||||||
.fb_rdata_i (fb_rdata),
|
.fb_rdata_i (fb_rdata),
|
||||||
.disp_ctrl_o (disp_ctrl),
|
.disp_ctrl_o (disp_ctrl),
|
||||||
.disp_cursor_o (disp_cursor),
|
.disp_cursor_o (disp_cursor),
|
||||||
.mouse_ev_valid_i(ev_valid),
|
.mouse_ev_valid_i (ev_valid),
|
||||||
.mouse_dx_i (ev_dx),
|
.mouse_dx_i (ev_dx),
|
||||||
.mouse_dy_i (ev_dy),
|
.mouse_dy_i (ev_dy),
|
||||||
.mouse_btn_i (ev_btn),
|
.mouse_btn_i (ev_btn),
|
||||||
.sw_i (sw_vec),
|
.sw_i (sw_vec),
|
||||||
.frame_tick_i (frame_tick),
|
.frame_tick_i (frame_tick),
|
||||||
.mouse_irq_o (mouse_irq),
|
.mouse_irq_o (mouse_irq),
|
||||||
.level_irq_o (level_irq)
|
.level_irq_o (level_irq),
|
||||||
|
// 中断服务级别，供板上的中断指示 LED 使用（见下面 LED 那一段）
|
||||||
|
.irq_current_level_o(irq_level)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 板载 LED：显示 MMIO 写入值的低 16 位；写入指示拉长便于观察
|
// 板载 LED：三路中断指示；十六进制数据改由七段数码管显示。
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
//
|
||||||
assign led = led_data[15:0];
|
// 第 k 路中断从"请求出现"开始点亮，一直亮到它的 ISR 执行完 uret（中断返回）
|
||||||
|
// 之后才熄灭：
|
||||||
|
// 置位：irq_vec[k] 的上升沿。中断控制器内部也是按上升沿响应中断的
|
||||||
|
// （cpu21_riscv_irq_ctrl 里的 irq_event），两者行为一致；开关一直
|
||||||
|
// 接通不会重复点亮，只有新的上升沿才会重新置位。
|
||||||
|
// 清零：服务级别 irq_level 从 k+1 **降下来**，说明第 k+1 级的中断已经返回。
|
||||||
|
// 注意必须判断“下降”：级别从 1 升到 2 是深层中断抢占，此时第 1 级
|
||||||
|
// 的中断还在服务中，LED 不能熄。中断可以嵌套，返回时按级别逐层降
|
||||||
|
// 下来，因此每一路都在自己的 ISR 结束时熄灭。
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
reg [2:0] irq_req_q; // 中断请求打一拍，用于取上升沿
|
||||||
|
reg [1:0] irq_level_q; // 服务级别打一拍，用于检测"返回"
|
||||||
|
reg [2:0] irq_led_q; // 三路中断指示
|
||||||
|
|
||||||
reg [23:0] led_we_cnt;
|
wire isr_ret0 = (irq_level_q == 2'd1) && (irq_level < irq_level_q);
|
||||||
|
wire isr_ret1 = (irq_level_q == 2'd2) && (irq_level < irq_level_q);
|
||||||
|
wire isr_ret2 = (irq_level_q == 2'd3) && (irq_level < irq_level_q);
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
||||||
if (arst)
|
if (arst) begin
|
||||||
led_we_cnt <= 24'd0;
|
irq_req_q <= 3'b000;
|
||||||
else if (led_valid)
|
irq_level_q <= 2'd0;
|
||||||
led_we_cnt <= 24'hFF_FFFF; // 约 0.34 s @50 MHz
|
irq_led_q <= 3'b000;
|
||||||
else if (led_we_cnt != 24'd0)
|
end else begin
|
||||||
led_we_cnt <= led_we_cnt - 24'd1;
|
irq_req_q <= irq_vec;
|
||||||
end
|
irq_level_q <= irq_level;
|
||||||
|
// 请求上升沿 -> 点亮；对应级别的 ISR 返回 -> 熄灭
|
||||||
assign led_we = (led_we_cnt != 24'd0);
|
irq_led_q[0] <= (irq_vec[0] & ~irq_req_q[0]) | (irq_led_q[0] & ~isr_ret0);
|
||||||
|
irq_led_q[1] <= (irq_vec[1] & ~irq_req_q[1]) | (irq_led_q[1] & ~isr_ret1);
|
||||||
// ===========================================================================
|
irq_led_q[2] <= (irq_vec[2] & ~irq_req_q[2]) | (irq_led_q[2] & ~isr_ret2);
|
||||||
// 扫雷外设：显存 + VGA + 七段数码管 + 鼠标事件源 + 中断连线
|
end
|
||||||
//
|
|
||||||
// 显存是一块 1200 字节的双口 RAM（40x30 格，每格 1 字节）：CPU 通过 MMIO 的
|
|
||||||
// fb_* 写端口写入，VGA 用另一个读端口组合读出。两者同处 clk_cpu 域（VGA 的
|
|
||||||
// 25 MHz 像素节拍由使能信号产生，不是独立时钟），因此没有跨时钟域问题。
|
|
||||||
// ===========================================================================
|
|
||||||
localparam integer FB_WORDS = 300; // 300 字 = 1200 字节
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// ---- 显存 ----
|
|
||||||
reg [31:0] fb [0:FB_WORDS-1];
|
|
||||||
integer k;
|
|
||||||
|
|
||||||
initial begin
|
|
||||||
for (k = 0; k < FB_WORDS; k = k + 1)
|
|
||||||
fb[k] = 32'b0;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk_cpu) begin
|
|
||||||
if (fb_we) begin
|
|
||||||
if (fb_wstrb[0])
|
|
||||||
fb[fb_waddr][7:0] <= fb_wdata[7:0];
|
|
||||||
if (fb_wstrb[1])
|
|
||||||
fb[fb_waddr][15:8] <= fb_wdata[15:8];
|
|
||||||
if (fb_wstrb[2])
|
|
||||||
fb[fb_waddr][23:16] <= fb_wdata[23:16];
|
|
||||||
if (fb_wstrb[3])
|
|
||||||
fb[fb_waddr][31:24] <= fb_wdata[31:24];
|
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
|
||||||
|
|
||||||
wire [31:0] fb_rdata = fb[fb_raddr];
|
// ---- 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
|
||||||
|
|
||||||
// ---- VGA 像素节拍：clk_cpu 二分频 => 25 MHz ----
|
// 当前选中的 PS/2 设备收到的字节数（SW[15] 选谁就显示谁）
|
||||||
reg px_q;
|
wire [15:0] hid_rx_sel = hid_sel ? ps2_rx_count : kbd_rx_count;
|
||||||
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
|
||||||
if (arst)
|
|
||||||
px_q <= 1'b0;
|
|
||||||
else
|
|
||||||
px_q <= ~px_q;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
wire px_tick = ~px_q;
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu21_vga u_vga (
|
// 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;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
||||||
|
if (arst) led_we_cnt <= 24'd0;
|
||||||
|
else if (led_valid) led_we_cnt <= 24'hFF_FFFF; // 约 0.34 s @50 MHz
|
||||||
|
// （12.5 MHz 下约 1.36 s）
|
||||||
|
else if (led_we_cnt != 24'd0) led_we_cnt <= led_we_cnt - 24'd1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign led_we = (led_we_cnt != 24'd0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// ===========================================================================
|
||||||
|
// 扫雷外设：显存 + VGA + 七段数码管 + 鼠标事件源 + 中断连线
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 显存是一块 2400 字节的双口 RAM（40x30 格，每格 2 字节）：CPU 通过 MMIO 的
|
||||||
|
// fb_* 写端口写入，VGA 用另一个读端口组合读出。两者同处 clk_cpu 域（VGA 的
|
||||||
|
// 25 MHz 像素节拍由使能信号产生，不是独立时钟），因此没有跨时钟域问题。
|
||||||
|
// ===========================================================================
|
||||||
|
localparam integer FB_WORDS = 600; // 600 字 = 2400 字节，40x30 格每格 2 字节
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 显存 ----
|
||||||
|
reg [31:0] fb[0:FB_WORDS-1];
|
||||||
|
integer k;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
for (k = 0; k < FB_WORDS; k = k + 1) fb[k] = 32'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk_cpu) begin
|
||||||
|
if (fb_we) begin
|
||||||
|
if (fb_wstrb[0]) fb[fb_waddr][7:0] <= fb_wdata[7:0];
|
||||||
|
if (fb_wstrb[1]) fb[fb_waddr][15:8] <= fb_wdata[15:8];
|
||||||
|
if (fb_wstrb[2]) fb[fb_waddr][23:16] <= fb_wdata[23:16];
|
||||||
|
if (fb_wstrb[3]) fb[fb_waddr][31:24] <= fb_wdata[31:24];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [31:0] fb_rdata = fb[fb_raddr];
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- VGA 像素节拍：clk_cpu 二分频 => 25 MHz ----
|
||||||
|
reg px_q;
|
||||||
|
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
|
||||||
|
if (arst) px_q <= 1'b0;
|
||||||
|
else px_q <= ~px_q;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
wire px_tick = ~px_q;
|
||||||
|
|
||||||
|
cpu21_vga u_vga (
|
||||||
.clk (clk_cpu),
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
.reset (reset),
|
.reset (reset),
|
||||||
.tick (px_tick),
|
.tick (px_tick),
|
||||||
@@ -318,24 +445,55 @@ cpu21_vga u_vga (
|
|||||||
.frame_tick_o(frame_tick)
|
.frame_tick_o(frame_tick)
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
// ---- 七段数码管（显示项目程序写的 8 位十六进制数）----
|
// ---- 七段数码管（显示程序写入 LED_ADDR 的 8 位十六进制数）----
|
||||||
cpu21_seg7 u_seg7 (
|
// 扫描分频按 CPU 时钟频率缩放，保持每位数码管约 125 Hz 刷新（不闪烁）。
|
||||||
|
cpu21_seg7 #(
|
||||||
|
.REFRESH_DIV(SEG_REFRESH_DIV)
|
||||||
|
) u_seg7 (
|
||||||
.clk (clk_cpu),
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
.reset (reset),
|
.reset (reset),
|
||||||
.seg_data_i(seg_data),
|
.seg_data_i(led_data),
|
||||||
.an_en_i (8'hFF),
|
.an_en_i (8'hFF),
|
||||||
.an_o (an),
|
.an_o (an),
|
||||||
.seg_o (seg),
|
.seg_o (seg),
|
||||||
.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}
|
||||||
|
|
||||||
generate
|
// 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
|
||||||
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 (
|
||||||
.clk (clk_cpu),
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
@@ -344,29 +502,47 @@ generate
|
|||||||
.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(),
|
||||||
Tcl 一键重建
|
.ev_valid_o (ps2_valid),
|
||||||
valid_o (ev_valid),
|
.ev_dx_o (ps2_dx),
|
||||||
.ev_dx_o (ev_dx),
|
.ev_dy_o (ps2_dy),
|
||||||
.ev_dy_o (ev_dy),
|
.ev_btn_o (ps2_btn),
|
||||||
.ev_btn_o (ev_btn),
|
.rx_count_o (ps2_rx_count)
|
||||||
.rx_count_o ()
|
);
|
||||||
)
|
|
||||||
;
|
cpu21_ps2_kbd u_kbd (
|
||||||
end
|
|
||||||
else begin : g_btn
|
|
||||||
cpu21_pointer #(
|
|
||||||
.SAMPLE_DIV(50000)
|
|
||||||
) u_ptr (
|
|
||||||
.clk (clk_cpu),
|
.clk (clk_cpu),
|
||||||
.reset (reset),
|
.reset (reset),
|
||||||
.btn_i (btn_vec),
|
.ps2_clk_i (ps2_clk),
|
||||||
.ev_valid_o(ev_valid),
|
.ps2_data_i (ps2_data),
|
||||||
.ev_dx_o (ev_dx),
|
.ev_valid_o (kbd_valid),
|
||||||
.ev_dy_o (ev_dy),
|
.ev_dx_o (kbd_dx),
|
||||||
.ev_btn_o (ev_btn)
|
.ev_dy_o (kbd_dy),
|
||||||
|
.ev_btn_o (kbd_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）
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||||||
|
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
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -13,6 +13,11 @@ create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports { c
|
|||||||
create_generated_clock -name cpu_clk -source [get_ports { clk100 }] \
|
create_generated_clock -name cpu_clk -source [get_ports { clk100 }] \
|
||||||
-divide_by 2 [get_pins { clk_div_reg/Q }]
|
-divide_by 2 [get_pins { clk_div_reg/Q }]
|
||||||
|
|
||||||
|
## 这里固定按最坏情况 50 MHz（-divide_by 2）约束。跑中断综合测试程序时 RTL 里的
|
||||||
|
## CPU_DIV 会变成 8（12.5 MHz，见 cpu21_board_top.v 的 CLK_DIV_INTRUPT），实际
|
||||||
|
## 时钟比这里的约束更慢，因此仍然满足——约束偏严，不会掩盖时序违例。
|
||||||
|
## （真要改分频比时，两处都要改；把这里的 -divide_by 调大反而会放松约束。）
|
||||||
|
|
||||||
## 复位按键（CPU_RESETN，低有效）与"继续运行"按键（BTNC）
|
## 复位按键（CPU_RESETN，低有效）与"继续运行"按键（BTNC）
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN C12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { rst_n }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN C12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { rst_n }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { go }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { go }]
|
||||||
@@ -22,7 +27,8 @@ set_property -dict { PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw
|
|||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN L16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw[1] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN L16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw[1] }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN M13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw[2] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN M13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw[2] }]
|
||||||
|
|
||||||
## 16 位 LED：显示 MMIO 写入值的低 16 位
|
## 16 位 LED：LED[2:0] = 三路中断指示（请求出现即亮，ISR 执行 uret 返回后灭），
|
||||||
|
## LED[15:3] 熄灭
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN H17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[0] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN H17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[0] }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN K15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[1] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN K15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[1] }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[2] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[2] }]
|
||||||
@@ -40,7 +46,7 @@ set_property -dict { PACKAGE_PIN V14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[13
|
|||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN V12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[14] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN V12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[14] }]
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN V11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[15] }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN V11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[15] }]
|
||||||
|
|
||||||
## LED16_B：MMIO 写入指示（拉长约 0.34 s @50 MHz）
|
## LED16_B：MMIO 写入指示（约 0.34 s @50 MHz；中断程序的 12.5 MHz 下约 1.36 s）
|
||||||
set_property -dict { PACKAGE_PIN R12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led_we }]
|
set_property -dict { PACKAGE_PIN R12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led_we }]
|
||||||
|
|
||||||
## 上板调试时可把 MMIO 写入的 LED 寄存器也引到 LED16_R/G，
|
## 上板调试时可把 MMIO 写入的 LED 寄存器也引到 LED16_R/G，
|
||||||
@@ -57,6 +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] }]
|
||||||
@@ -91,6 +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 }]
|
||||||
|
|||||||
@@ -11,7 +11,7 @@
|
|||||||
// 0x0000_1004 七段数码管：8 位十六进制数（每 4 位一个数码管，低 4 位 = 最右）
|
// 0x0000_1004 七段数码管：8 位十六进制数（每 4 位一个数码管，低 4 位 = 最右）
|
||||||
// 0x0000_1100 + 4*k 鼠标寄存器组（见下）
|
// 0x0000_1100 + 4*k 鼠标寄存器组（见下）
|
||||||
// 0x0000_1140 + 4*k 显示控制器寄存器（见下）
|
// 0x0000_1140 + 4*k 显示控制器寄存器（见下）
|
||||||
// 0x0000_2000 - 0x27FF 显存窗口：40x30 格、每格 1 字节（只用到前 1200 字节）
|
// 0x0000_2000 - 0x2FFF 显存窗口：40x30 格、每格 2 字节（共 2400 字节）
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// 鼠标寄存器（基址 0x1100）：
|
// 鼠标寄存器（基址 0x1100）：
|
||||||
// +0x00 STATUS RO [0] FIFO 非空 [5:1] 项数 [6] 中断使能 [7] FIFO 满
|
// +0x00 STATUS RO [0] FIFO 非空 [5:1] 项数 [6] 中断使能 [7] FIFO 满
|
||||||
@@ -35,16 +35,16 @@
|
|||||||
// 同一块 RAM），读操作把 fb_rdata_i 组合回读数据，保持"组合读"的时序不变。
|
// 同一块 RAM），读操作把 fb_rdata_i 组合回读数据，保持"组合读"的时序不变。
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// 两个中断源：
|
// 两个中断源：
|
||||||
// mouse_irq_o = 中断使能 && 事件 FIFO 非空（接 irq_i[0]）
|
// mouse_irq_o = 中断使能 && 事件 FIFO 非空（顶层接到 irq_i[1] = IRQ2 = 入口 0x200）
|
||||||
// level_irq_o = LEVEL 寄存器（软件中断，接 irq_i[1]，用来"进入关卡"）
|
// level_irq_o = LEVEL 寄存器（软件中断，顶层接到 irq_i[0] = IRQ1 = 入口 0x100 = 关卡）
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// 以后要增加外设（UART、SD 卡等）时只需在这里扩展地址译码。
|
// 以后要增加外设（UART、SD 卡等）时只需在这里扩展地址译码。
|
||||||
// -----------------------------------------------------------------------------
|
// -----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
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,
|
||||||
input wire reset,
|
input wire reset,
|
||||||
// MEM 级的访存请求（来自 EX/MEM 流水寄存器）
|
// MEM 级的访存请求（来自 EX/MEM 流水寄存器）
|
||||||
@@ -82,7 +82,7 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
// 中断
|
// 中断
|
||||||
output wire mouse_irq_o,
|
output wire mouse_irq_o,
|
||||||
output wire level_irq_o
|
output wire level_irq_o
|
||||||
);
|
);
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 地址译码（都按"字"对齐：同一 32 位寄存器内的任意字节偏移都算命中）
|
// 地址译码（都按"字"对齐：同一 32 位寄存器内的任意字节偏移都算命中）
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
@@ -96,12 +96,12 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
wire sel_seg = (addr_i[31:2] == SEG_ADDR[31:2]);
|
wire sel_seg = (addr_i[31:2] == SEG_ADDR[31:2]);
|
||||||
wire sel_mouse = (addr_i[31:8] == MOUSE_BASE[31:8]) && (addr_i[7:6] == 2'b00);
|
wire sel_mouse = (addr_i[31:8] == MOUSE_BASE[31:8]) && (addr_i[7:6] == 2'b00);
|
||||||
wire sel_disp = (addr_i[31:8] == DISP_BASE[31:8]) && (addr_i[7:6] == 2'b01);
|
wire sel_disp = (addr_i[31:8] == DISP_BASE[31:8]) && (addr_i[7:6] == 2'b01);
|
||||||
// 显存窗口 0x2000 - 0x27FF（addr[12]=1 且 addr[11]=0）
|
// 显存窗口 0x2000 - 0x2FFF：共 600 个字（每格两个字节）。
|
||||||
wire sel_fb = (addr_i[31:13] == 19'd0) && addr_i[12] && !addr_i[11];
|
wire sel_fb = (addr_i[31:12] == 20'h00002);
|
||||||
|
|
||||||
wire [3:0] midx = addr_i[5:2];
|
wire [3:0] midx = addr_i[5:2];
|
||||||
wire [3:0] didx = addr_i[5:2];
|
wire [3:0] didx = addr_i[5:2];
|
||||||
wire [9:0] fb_widx = addr_i[10:2];
|
wire [9:0] fb_widx = addr_i[11:2];
|
||||||
wire fb_ok = (fb_widx < FB_WORDS);
|
wire fb_ok = (fb_widx < FB_WORDS);
|
||||||
|
|
||||||
wire led_wr = mem_valid_i && mem_write_i && sel_led;
|
wire led_wr = mem_valid_i && mem_write_i && sel_led;
|
||||||
@@ -126,7 +126,7 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
function [31:0] merge_bytes;
|
function [31:0] merge_bytes;
|
||||||
input [31:0] new_v;
|
input [31:0] new_v;
|
||||||
input [31:0] old_v;
|
input [31:0] old_v;
|
||||||
input [ 3:0] strb;
|
input [3:0] strb;
|
||||||
begin
|
begin
|
||||||
merge_bytes[7:0] = strb[0] ? new_v[7:0] : old_v[7:0];
|
merge_bytes[7:0] = strb[0] ? new_v[7:0] : old_v[7:0];
|
||||||
merge_bytes[15:8] = strb[1] ? new_v[15:8] : old_v[15:8];
|
merge_bytes[15:8] = strb[1] ? new_v[15:8] : old_v[15:8];
|
||||||
@@ -142,8 +142,7 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
if (reset) begin
|
if (reset) begin
|
||||||
led_data_o <= 32'b0;
|
led_data_o <= 32'b0;
|
||||||
led_valid_o <= 1'b0;
|
led_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
led_valid_o <= 1'b0;
|
led_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
if (led_wr) begin
|
if (led_wr) begin
|
||||||
led_data_o <= merge_bytes(wdata_i, led_data_o, wstrb_i);
|
led_data_o <= merge_bytes(wdata_i, led_data_o, wstrb_i);
|
||||||
@@ -159,8 +158,7 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
if (reset) begin
|
if (reset) begin
|
||||||
seg_data_o <= 32'b0;
|
seg_data_o <= 32'b0;
|
||||||
seg_valid_o <= 1'b0;
|
seg_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
seg_valid_o <= 1'b0;
|
seg_valid_o <= 1'b0;
|
||||||
if (seg_wr) begin
|
if (seg_wr) begin
|
||||||
seg_data_o <= merge_bytes(wdata_i, seg_data_o, wstrb_i);
|
seg_data_o <= merge_bytes(wdata_i, seg_data_o, wstrb_i);
|
||||||
@@ -180,13 +178,13 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 鼠标：事件 FIFO + 寄存器 + 中断
|
// 鼠标：事件 FIFO + 寄存器 + 中断
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
reg [31:0] fifo [0:FIFO_DEPTH-1];
|
reg [31:0] fifo[0:FIFO_DEPTH-1];
|
||||||
reg [FIFO_AW-1:0] wr_ptr_q, rd_ptr_q;
|
reg [FIFO_AW-1:0] wr_ptr_q, rd_ptr_q;
|
||||||
reg [FIFO_AW:0] cnt_q;
|
reg [FIFO_AW:0] cnt_q;
|
||||||
reg [31:0] mctrl_q, time_q, frame_q, evcnt_q;
|
reg [31:0] mctrl_q, time_q, frame_q, evcnt_q;
|
||||||
reg level_q;
|
reg level_q;
|
||||||
|
|
||||||
wire fifo_empty = (cnt_q == {FIFO_AW+1{1'b0}});
|
wire fifo_empty = (cnt_q == {FIFO_AW + 1{1'b0}});
|
||||||
wire fifo_full = (cnt_q == FIFO_FULL_V);
|
wire fifo_full = (cnt_q == FIFO_FULL_V);
|
||||||
wire [31:0] fifo_head = fifo[rd_ptr_q];
|
wire [31:0] fifo_head = fifo[rd_ptr_q];
|
||||||
wire irq_en = mctrl_q[0];
|
wire irq_en = mctrl_q[0];
|
||||||
@@ -206,45 +204,36 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
level_q <= 1'b0;
|
level_q <= 1'b0;
|
||||||
wr_ptr_q <= {FIFO_AW{1'b0}};
|
wr_ptr_q <= {FIFO_AW{1'b0}};
|
||||||
rd_ptr_q <= {FIFO_AW{1'b0}};
|
rd_ptr_q <= {FIFO_AW{1'b0}};
|
||||||
cnt_q <= {(FIFO_AW+1){1'b0}};
|
cnt_q <= {(FIFO_AW + 1) {1'b0}};
|
||||||
disp_ctrl_q <= 32'h0000_0001; // 光标可见，背景色 0
|
disp_ctrl_q <= 32'h0000_0001; // 光标可见，背景色 0
|
||||||
disp_cursor_q <= 32'h0000_0000;
|
disp_cursor_q <= 32'h0000_0000;
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
time_q <= time_q + 32'd1;
|
time_q <= time_q + 32'd1;
|
||||||
if (frame_tick_i)
|
if (frame_tick_i) frame_q <= frame_q + 32'd1;
|
||||||
frame_q <= frame_q + 32'd1;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (push) begin
|
if (push) begin
|
||||||
fifo[wr_ptr_q] <= {11'b0, mouse_btn_i, mouse_dy_i, mouse_dx_i};
|
fifo[wr_ptr_q] <= {11'b0, mouse_btn_i, mouse_dy_i, mouse_dx_i};
|
||||||
wr_ptr_q <= wr_ptr_q + 1'b1;
|
wr_ptr_q <= wr_ptr_q + 1'b1;
|
||||||
evcnt_q <= evcnt_q + 32'd1;
|
evcnt_q <= evcnt_q + 32'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
if (pop)
|
if (pop) rd_ptr_q <= rd_ptr_q + 1'b1;
|
||||||
rd_ptr_q <= rd_ptr_q + 1'b1;
|
|
||||||
cnt_q <= cnt_q + (push ? 1'b1 : 1'b0) - (pop ? 1'b1 : 1'b0);
|
cnt_q <= cnt_q + (push ? 1'b1 : 1'b0) - (pop ? 1'b1 : 1'b0);
|
||||||
|
|
||||||
// 鼠标寄存器：CTRL(3) / LEVEL(8)
|
// 鼠标寄存器：CTRL(3) / LEVEL(8)
|
||||||
if (mo_wr) begin
|
if (mo_wr) begin
|
||||||
case (midx)
|
case (midx)
|
||||||
4'd3:
|
4'd3: mctrl_q <= merge_bytes(wdata_i, mctrl_q, wstrb_i);
|
||||||
mctrl_q <= merge_bytes(wdata_i, mctrl_q, wstrb_i);
|
4'd8: level_q <= wdata_i[0];
|
||||||
4'd8:
|
default: ;
|
||||||
level_q <= wdata_i[0];
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
;
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
// 显示控制器：CTRL(0) / CURSOR(1)
|
// 显示控制器：CTRL(0) / CURSOR(1)
|
||||||
if (dp_wr) begin
|
if (dp_wr) begin
|
||||||
case (didx)
|
case (didx)
|
||||||
4'd0:
|
4'd0: disp_ctrl_q <= merge_bytes(wdata_i, disp_ctrl_q, wstrb_i);
|
||||||
disp_ctrl_q <= merge_bytes(wdata_i, disp_ctrl_q, wstrb_i);
|
4'd1: disp_cursor_q <= merge_bytes(wdata_i, disp_cursor_q, wstrb_i);
|
||||||
4'd1:
|
default: ;
|
||||||
disp_cursor_q <= merge_bytes(wdata_i, disp_cursor_q, wstrb_i);
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
;
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
@@ -259,47 +248,29 @@ module cpu21_mmio #(
|
|||||||
rdata_mux = 32'b0;
|
rdata_mux = 32'b0;
|
||||||
if (led_rd) begin
|
if (led_rd) begin
|
||||||
rdata_mux = led_data_o;
|
rdata_mux = led_data_o;
|
||||||
end
|
end else if (seg_rd) begin
|
||||||
else if (seg_rd) begin
|
|
||||||
rdata_mux = seg_data_o;
|
rdata_mux = seg_data_o;
|
||||||
end
|
end else if (fb_rd) begin
|
||||||
else if (fb_rd) begin
|
|
||||||
rdata_mux = fb_rdata_i;
|
rdata_mux = fb_rdata_i;
|
||||||
end
|
end else if (mo_rd) begin
|
||||||
else if (mo_rd) begin
|
|
||||||
case (midx)
|
case (midx)
|
||||||
4'd0:
|
4'd0: rdata_mux = {24'b0, fifo_full, irq_en, cnt_q[4:0], !fifo_empty};
|
||||||
rdata_mux = {24'b0, fifo_full, irq_en, cnt_q[4:0], !fifo_empty};
|
4'd1: rdata_mux = fifo_head;
|
||||||
4'd1:
|
4'd3: rdata_mux = mctrl_q;
|
||||||
rdata_mux = fifo_head;
|
4'd4: rdata_mux = {11'b0, mouse_btn_i, sw_i};
|
||||||
4'd3:
|
4'd5: rdata_mux = time_q;
|
||||||
rdata_mux = mctrl_q;
|
4'd6: rdata_mux = frame_q;
|
||||||
4'd4:
|
4'd7: rdata_mux = evcnt_q;
|
||||||
rdata_mux = {11'b0, mouse_btn_i, sw_i};
|
4'd8: rdata_mux = {31'b0, level_q};
|
||||||
4'd5:
|
4'd9: rdata_mux = 32'hCAFE_0002;
|
||||||
rdata_mux = time_q;
|
default: rdata_mux = 32'b0;
|
||||||
4'd6:
|
|
||||||
rdata_mux = frame_q;
|
|
||||||
4'd7:
|
|
||||||
rdata_mux = evcnt_q;
|
|
||||||
4'd8:
|
|
||||||
rdata_mux = {31'b0, level_q};
|
|
||||||
4'd9:
|
|
||||||
rdata_mux = 32'hCAFE_0002;
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
rdata_mux = 32'b0;
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end else if (dp_rd) begin
|
||||||
else if (dp_rd) begin
|
|
||||||
case (didx)
|
case (didx)
|
||||||
4'd0:
|
4'd0: rdata_mux = disp_ctrl_q;
|
||||||
rdata_mux = disp_ctrl_q;
|
4'd1: rdata_mux = disp_cursor_q;
|
||||||
4'd1:
|
4'd2: rdata_mux = 32'hCAFE_0001;
|
||||||
rdata_mux = disp_cursor_q;
|
default: rdata_mux = 32'b0;
|
||||||
4'd2:
|
|
||||||
rdata_mux = 32'hCAFE_0001;
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
rdata_mux = 32'b0;
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|||||||
@@ -76,16 +76,20 @@ module cpu21_pointer #(
|
|||||||
reg [4:0] sel;
|
reg [4:0] sel;
|
||||||
always @* begin
|
always @* begin
|
||||||
sel = 5'b0;
|
sel = 5'b0;
|
||||||
|
// 注意：sel 的每一位必须和下面的输出一致，也必须和 pend_next 一一对应！
|
||||||
|
// sel[4]=点击 sel[3]=上(-dy) sel[2]=下(+dy) sel[1]=左(-dx) sel[0]=右(+dx)
|
||||||
|
// 而且 press_pend_q <= pend_next & ~sel 要求 sel 的位数与 pend_next 同域，
|
||||||
|
// 否则被选中的那一位清不掉、ev_valid_o 会永久为 1（中断线一直挂着）。
|
||||||
if (pend_next[4])
|
if (pend_next[4])
|
||||||
sel = 5'b10000; // BTNC：点击
|
sel = 5'b10000; // BTNC：点击
|
||||||
else if (pend_next[3])
|
else if (pend_next[3])
|
||||||
sel = 5'b01000; // BTNU：上
|
sel = 5'b01000; // BTNU：上
|
||||||
else if (pend_next[2])
|
else if (pend_next[2])
|
||||||
sel = 5'b00010; // BTND：下
|
sel = 5'b00100; // BTND：下
|
||||||
else if (pend_next[1])
|
else if (pend_next[1])
|
||||||
sel = 5'b00001; // BTNL：左
|
sel = 5'b00010; // BTNL：左
|
||||||
else if (pend_next[0])
|
else if (pend_next[0])
|
||||||
sel = 5'b00100; // BTNR：右
|
sel = 5'b00001; // BTNR：右
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
|
|||||||
@@ -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
|
||||||
@@ -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）。
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||||||
//
|
//
|
||||||
// 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
|
||||||
@@ -95,22 +101,27 @@ 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
|
||||||
// 标志字节：bit3 必须为 1（否则是鼠标发来的其他响应，丢弃）
|
// 标志字节：bit3 必须为 1（否则是鼠标发来的其他响应，丢弃）
|
||||||
if (frame_q[8:1][3] == 1'b1) begin
|
// 数据字节 = frame_q[8:1]，它的 bit3 就是 frame_q[4]
|
||||||
|
// （不能写 frame_q[8:1][3]：Verilog-2001 不允许 part-select 再取位）
|
||||||
|
if (frame_q[4] == 1'b1) begin
|
||||||
pkt_q[7:0] <= frame_q[8:1];
|
pkt_q[7:0] <= frame_q[8:1];
|
||||||
byte_cnt_q <= 8'd1;
|
byte_cnt_q <= 8'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
@@ -121,9 +132,12 @@ 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 <= frame_q[8:1]; // dy
|
ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx（正 = 右，与软件一致）
|
||||||
ev_dy_o <= pkt_q[15:8]; // 注意：byte1 是 dx
|
// byte2 = dy：**PS/2 的正 dy 是鼠标上移**，而软件里正 dy = 光标下移
|
||||||
ev_btn_o <= {2'b0, pkt_q[2], pkt_q[1]}; // {middle, right, left}
|
// （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;
|
ev_valid_o <= 1'b1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
default:
|
default:
|
||||||
|
|||||||
@@ -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),
|
||||||
|
|||||||
@@ -8,12 +8,14 @@
|
|||||||
// an_en_i 每一位对应一个数码管的使能（1 = 显示，0 = 熄灭）。
|
// an_en_i 每一位对应一个数码管的使能（1 = 显示，0 = 熄灭）。
|
||||||
// 输出：an_o[7:0] 位选（低有效）、seg_o[6:0] 段选 a..g（低有效）、dp_o 小数点。
|
// 输出：an_o[7:0] 位选（低有效）、seg_o[6:0] 段选 a..g（低有效）、dp_o 小数点。
|
||||||
//
|
//
|
||||||
// 扫描频率：CLK_DIV 分频后约 1 kHz 切换一位（8 位 => 每位数码管 125 Hz 刷新）。
|
// 扫描频率：REFRESH_DIV 分频后约 1 kHz 切换一位（8 位 => 每位数码管 125 Hz
|
||||||
|
// 刷新）。REFRESH_DIV 由顶层按 CPU 时钟频率给出（默认 50000 @50 MHz），
|
||||||
|
// 这样 CPU 降频时扫描刷新率不会跟着变慢。
|
||||||
// 板载数码管是共阳极：位选拉低选中，段选拉低点亮。
|
// 板载数码管是共阳极：位选拉低选中，段选拉低点亮。
|
||||||
// -----------------------------------------------------------------------------
|
// -----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
module cpu21_seg7 #(
|
module cpu21_seg7 #(
|
||||||
parameter integer REFRESH_DIV = 50000 // 50 MHz / 50000 = 1 kHz
|
parameter integer REFRESH_DIV = 50000 // 50 MHz / 50000 = 1 kHz 切换一位
|
||||||
) (
|
) (
|
||||||
input wire clk,
|
input wire clk,
|
||||||
input wire reset,
|
input wire reset,
|
||||||
input wire [31:0] seg_data_i, // 8 个十六进制数字
|
input wire [31:0] seg_data_i, // 8 个十六进制数字
|
||||||
@@ -21,25 +23,26 @@ module cpu21_seg7 #(
|
|||||||
output reg [ 7:0] an_o, // 位选，低有效
|
output reg [ 7:0] an_o, // 位选，低有效
|
||||||
output reg [ 6:0] seg_o, // 段选 a..g，低有效
|
output reg [ 6:0] seg_o, // 段选 a..g，低有效
|
||||||
output reg dp_o // 小数点，低有效
|
output reg dp_o // 小数点，低有效
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 刷新计数与当前位
|
// 刷新计数与当前位
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
reg [15:0] div_q;
|
// 计数位宽要能装下 REFRESH_DIV-1：顶层按 CPU 频率等比给出该值
|
||||||
reg [2:0] digit_q;
|
//（50 MHz 时 50000，12.5 MHz 时 12500；若不分频直接跑 100 MHz 则 100000），
|
||||||
|
// 因此这里用 20 位（最大约 100 万）留足余量。
|
||||||
|
reg [19:0] div_q;
|
||||||
|
reg [ 2:0] digit_q;
|
||||||
wire tick = (div_q == (REFRESH_DIV - 1));
|
wire tick = (div_q == (REFRESH_DIV - 1));
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
if (reset) begin
|
if (reset) begin
|
||||||
div_q <= 16'd0;
|
div_q <= 20'd0;
|
||||||
digit_q <= 3'd0;
|
digit_q <= 3'd0;
|
||||||
end
|
end else if (tick) begin
|
||||||
else if (tick) begin
|
div_q <= 20'd0;
|
||||||
div_q <= 16'd0;
|
|
||||||
digit_q <= digit_q + 3'd1;
|
digit_q <= digit_q + 3'd1;
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
div_q <= div_q + 16'd1;
|
div_q <= div_q + 16'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
@@ -48,22 +51,14 @@ module cpu21_seg7 #(
|
|||||||
reg [3:0] nib;
|
reg [3:0] nib;
|
||||||
always @* begin
|
always @* begin
|
||||||
case (digit_q)
|
case (digit_q)
|
||||||
3'd0:
|
3'd0: nib = seg_data_i[3:0];
|
||||||
nib = seg_data_i[3:0];
|
3'd1: nib = seg_data_i[7:4];
|
||||||
3'd1:
|
3'd2: nib = seg_data_i[11:8];
|
||||||
nib = seg_data_i[7:4];
|
3'd3: nib = seg_data_i[15:12];
|
||||||
3'd2:
|
3'd4: nib = seg_data_i[19:16];
|
||||||
nib = seg_data_i[11:8];
|
3'd5: nib = seg_data_i[23:20];
|
||||||
3'd3:
|
3'd6: nib = seg_data_i[27:24];
|
||||||
nib = seg_data_i[15:12];
|
default: nib = seg_data_i[31:28];
|
||||||
3'd4:
|
|
||||||
nib = seg_data_i[19:16];
|
|
||||||
3'd5:
|
|
||||||
nib = seg_data_i[23:20];
|
|
||||||
3'd6:
|
|
||||||
nib = seg_data_i[27:24];
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
nib = seg_data_i[31:28];
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
@@ -73,38 +68,22 @@ module cpu21_seg7 #(
|
|||||||
reg [6:0] seg_on;
|
reg [6:0] seg_on;
|
||||||
always @* begin
|
always @* begin
|
||||||
case (nib)
|
case (nib)
|
||||||
4'h0:
|
4'h0: seg_on = 7'b0111111;
|
||||||
seg_on = 7'b0111111;
|
4'h1: seg_on = 7'b0000110;
|
||||||
4'h1:
|
4'h2: seg_on = 7'b1011011;
|
||||||
seg_on = 7'b0000110;
|
4'h3: seg_on = 7'b1001111;
|
||||||
4'h2:
|
4'h4: seg_on = 7'b1100110;
|
||||||
seg_on = 7'b1011011;
|
4'h5: seg_on = 7'b1101101;
|
||||||
4'h3:
|
4'h6: seg_on = 7'b1111101;
|
||||||
seg_on = 7'b1001111;
|
4'h7: seg_on = 7'b0000111;
|
||||||
4'h4:
|
4'h8: seg_on = 7'b1111111;
|
||||||
seg_on = 7'b1100110;
|
4'h9: seg_on = 7'b1101111;
|
||||||
4'h5:
|
4'hA: seg_on = 7'b1110111;
|
||||||
seg_on = 7'b1101101;
|
4'hB: seg_on = 7'b1111100;
|
||||||
4'h6:
|
4'hC: seg_on = 7'b0111001;
|
||||||
seg_on = 7'b1111101;
|
4'hD: seg_on = 7'b1011110;
|
||||||
4'h7:
|
4'hE: seg_on = 7'b1111001;
|
||||||
seg_on = 7'b0000111;
|
default: seg_on = 7'b1110001; // F
|
||||||
4'h8:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1111111;
|
|
||||||
4'h9:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1101111;
|
|
||||||
4'hA:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1110111;
|
|
||||||
4'hB:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1111100;
|
|
||||||
4'hC:
|
|
||||||
seg_on = 7'b0111001;
|
|
||||||
4'hD:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1011110;
|
|
||||||
4'hE:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1111001;
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
seg_on = 7'b1110001; // F
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
@@ -116,8 +95,7 @@ module cpu21_seg7 #(
|
|||||||
an_o <= 8'hFF;
|
an_o <= 8'hFF;
|
||||||
seg_o <= 7'h7F;
|
seg_o <= 7'h7F;
|
||||||
dp_o <= 1'b1;
|
dp_o <= 1'b1;
|
||||||
end
|
end else if (tick) begin
|
||||||
else if (tick) begin
|
|
||||||
an_o <= ~(8'b0000_0001 << digit_q) | ~an_en_i;
|
an_o <= ~(8'b0000_0001 << digit_q) | ~an_en_i;
|
||||||
seg_o <= ~seg_on;
|
seg_o <= ~seg_on;
|
||||||
dp_o <= 1'b1; // 不用小数点
|
dp_o <= 1'b1; // 不用小数点
|
||||||
|
|||||||
@@ -4,7 +4,7 @@
|
|||||||
// -----------------------------------------------------------------------------
|
// -----------------------------------------------------------------------------
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||||||
// cpu21_vga —— 640x480@60 的"格子"显示控制器（显存端口接板级顶层的双口 RAM）。
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// cpu21_vga —— 640x480@60 的"格子"显示控制器（显存端口接板级顶层的双口 RAM）。
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||||||
//
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//
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||||||
// CPU 不直接操作像素：它只通过 MMIO 往显示缓冲区里写"每格 1 字节"（字形 + 颜色），
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// CPU 不直接操作像素：它只通过 MMIO 往显示缓冲区里写"每格 2 字节"（字形 + 颜色），
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||||||
// 本模块按像素扫描把格子展开成画面（8x8 字模放大 2 倍填满 16x16 的格子）。
|
// 本模块按像素扫描把格子展开成画面（8x8 字模放大 2 倍填满 16x16 的格子）。
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||||||
// 这样一格只要 1 次字节写，刷屏开销极小。
|
// 这样一格只要 1 次字节写，刷屏开销极小。
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||||||
//
|
//
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||||||
@@ -14,7 +14,7 @@
|
|||||||
// 25 MHz 的像素节拍。**不引入第二个时钟域**，因此显示缓冲区的读（本模块）
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// 25 MHz 的像素节拍。**不引入第二个时钟域**，因此显示缓冲区的读（本模块）
|
||||||
// 与写（MMIO，同一时钟）之间没有跨时钟域问题。
|
// 与写（MMIO，同一时钟）之间没有跨时钟域问题。
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||||||
//
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//
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||||||
// 光标：由 CURSOR 寄存器的 (x,y) 决定，在对应格子上画一个白色闪动的方框
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// 光标：由 CURSOR 寄存器的 (x,y) 决定，在对应格子上画一个黄色常亮的方框（2 像素宽）
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||||||
// （CTRL[0] 控制显示与否）。缓冲区字节的 bit7 在本模块中不使用（保留）。
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// （CTRL[0] 控制显示与否）。缓冲区字节的 bit7 在本模块中不使用（保留）。
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||||||
// -----------------------------------------------------------------------------
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// -----------------------------------------------------------------------------
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||||||
module cpu21_vga #(
|
module cpu21_vga #(
|
||||||
@@ -28,7 +28,7 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
parameter integer V_BP = 33,
|
parameter integer V_BP = 33,
|
||||||
parameter integer COLS = 40,
|
parameter integer COLS = 40,
|
||||||
parameter integer ROWS = 30
|
parameter integer ROWS = 30
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||||||
) (
|
) (
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||||||
input wire clk,
|
input wire clk,
|
||||||
input wire reset,
|
input wire reset,
|
||||||
input wire tick, // 25 MHz 像素使能（每 2 个 clk 一拍）
|
input wire tick, // 25 MHz 像素使能（每 2 个 clk 一拍）
|
||||||
@@ -45,7 +45,7 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
output reg vga_hs,
|
output reg vga_hs,
|
||||||
output reg vga_vs,
|
output reg vga_vs,
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||||||
output reg frame_tick_o
|
output reg frame_tick_o
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||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
localparam integer H_TOTAL = H_VISIBLE + H_FP + H_SYNC + H_BP; // 800
|
localparam integer H_TOTAL = H_VISIBLE + H_FP + H_SYNC + H_BP; // 800
|
||||||
localparam integer V_TOTAL = V_VISIBLE + V_FP + V_SYNC + V_BP; // 525
|
localparam integer V_TOTAL = V_VISIBLE + V_FP + V_SYNC + V_BP; // 525
|
||||||
@@ -59,13 +59,11 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
if (reset) begin
|
if (reset) begin
|
||||||
hx <= 10'd0;
|
hx <= 10'd0;
|
||||||
vy <= 10'd0;
|
vy <= 10'd0;
|
||||||
end
|
end else if (tick) begin
|
||||||
else if (tick) begin
|
|
||||||
if (hx == H_TOTAL - 1) begin
|
if (hx == H_TOTAL - 1) begin
|
||||||
hx <= 10'd0;
|
hx <= 10'd0;
|
||||||
vy <= (vy == V_TOTAL - 1) ? 10'd0 : (vy + 10'd1);
|
vy <= (vy == V_TOTAL - 1) ? 10'd0 : (vy + 10'd1);
|
||||||
end
|
end else begin
|
||||||
else begin
|
|
||||||
hx <= hx + 10'd1;
|
hx <= hx + 10'd1;
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
@@ -84,111 +82,209 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
wire [4:0] crow = vy[8:4]; // 0..29
|
wire [4:0] crow = vy[8:4]; // 0..29
|
||||||
wire [10:0] cidx = (crow << 5) + (crow << 3) + ccol; // row*40 + col
|
wire [10:0] cidx = (crow << 5) + (crow << 3) + ccol; // row*40 + col
|
||||||
|
|
||||||
assign fb_raddr_o = cidx[10:2]; // 字地址（1 字 = 4 格）
|
assign fb_raddr_o = cidx[10:1]; // 字地址（1 字 = 2 格）
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||||||
|
|
||||||
wire [1:0] lane = cidx[1:0];
|
wire [ 1:0] lane = {cidx[0], 1'b0};
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||||||
|
wire [ 1:0] color_lane = lane + 2'd1;
|
||||||
wire [31:0] cell_word = fb_word_i;
|
wire [31:0] cell_word = fb_word_i;
|
||||||
wire [7:0] cell_byte = cell_word >> {lane, 3'b000};
|
wire [ 7:0] glyph_byte = cell_word >> {lane, 3'b000};
|
||||||
|
wire [ 7:0] color_byte = cell_word >> {color_lane, 3'b000};
|
||||||
|
|
||||||
wire [3:0] glyph = cell_byte[3:0];
|
wire [ 5:0] glyph = glyph_byte[5:0];
|
||||||
wire [2:0] gcolor = cell_byte[6:4];
|
wire [ 2:0] gcolor = color_byte[2:0];
|
||||||
// 全局背景色（字模点为 0 时显示的颜色）
|
// 全局背景色（字模点为 0 时显示的颜色）
|
||||||
wire [2:0] bgcolor = ctrl_i[7:4];
|
wire [ 2:0] bgcolor = ctrl_i[7:4];
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 8x8 字模（bit7 = 最左像素），放大 2 倍填满 16x16 的格子
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// 8x8 字模（bit7 = 最左像素），放大 2 倍填满 16x16 的格子；字形编号 0..63。
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||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
wire [2:0] fx = hx[3:1];
|
wire [ 2:0] fx = hx[3:1];
|
||||||
wire [2:0] fy = vy[3:1];
|
wire [ 2:0] fy = vy[3:1];
|
||||||
|
|
||||||
function [7:0] font_row;
|
function [7:0] font_row;
|
||||||
input [3:0] g;
|
input [5:0] g;
|
||||||
input [2:0] r;
|
input [2:0] r;
|
||||||
begin
|
begin
|
||||||
case (g)
|
case (g)
|
||||||
4'd0:
|
6'd0: font_row = 8'h00; // 空白
|
||||||
font_row = 8'h00; // 空白
|
6'd1:
|
||||||
4'd1:
|
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h18 : (r == 3'd1) ? 8'h38 : (r == 3'd2) ? 8'h18 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h18 : (r == 3'd1) ? 8'h38 : (r == 3'd2) ? 8'h18 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // 1
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // 1
|
||||||
4'd2:
|
6'd2:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h0C : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h30 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h0C : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h30 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // 2
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // 2
|
||||||
4'd3:
|
6'd3:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h1C : (r == 3'd4) ? 8'h06 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h1C : (r == 3'd4) ? 8'h06 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 3
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 3
|
||||||
4'd4:
|
6'd4:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h0C : (r == 3'd1) ? 8'h1C : (r == 3'd2) ? 8'h3C :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h0C : (r == 3'd1) ? 8'h1C : (r == 3'd2) ? 8'h3C :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h6C : (r == 3'd4) ? 8'h7E : (r == 3'd5) ? 8'h0C :
|
(r == 3'd3) ? 8'h6C : (r == 3'd4) ? 8'h7E : (r == 3'd5) ? 8'h0C :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h0C : 8'h00; // 4
|
(r == 3'd6) ? 8'h0C : 8'h00; // 4
|
||||||
4'd5:
|
6'd5:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h7C :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h7C :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h06 : (r == 3'd4) ? 8'h06 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h06 : (r == 3'd4) ? 8'h06 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 5
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 5
|
||||||
4'd6:
|
6'd6:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h1C : (r == 3'd1) ? 8'h30 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h1C : (r == 3'd1) ? 8'h30 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 6
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 6
|
||||||
4'd7:
|
6'd7:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h0C :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h0C :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // 7
|
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // 7
|
||||||
4'd8:
|
6'd8:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h3C : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h3C : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 8
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // 8
|
||||||
4'd9:
|
6'd9:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'hFF : (r == 3'd1) ? 8'h81 : (r == 3'd2) ? 8'hBD :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'hFF : (r == 3'd1) ? 8'h81 : (r == 3'd2) ? 8'hBD :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'hA5 : (r == 3'd4) ? 8'hA5 : (r == 3'd5) ? 8'hBD :
|
(r == 3'd3) ? 8'hA5 : (r == 3'd4) ? 8'hA5 : (r == 3'd5) ? 8'hBD :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h81 : 8'hFF; // 未揭开的方块
|
(r == 3'd6) ? 8'h81 : 8'hFF; // 未揭开的方块
|
||||||
4'd10:
|
6'd10:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h40 : (r == 3'd1) ? 8'h70 : (r == 3'd2) ? 8'h78 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h40 : (r == 3'd1) ? 8'h70 : (r == 3'd2) ? 8'h78 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h70 : (r == 3'd4) ? 8'h40 : (r == 3'd5) ? 8'h40 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h70 : (r == 3'd4) ? 8'h40 : (r == 3'd5) ? 8'h40 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h40 : 8'h00; // 旗
|
(r == 3'd6) ? 8'h40 : 8'h00; // 旗
|
||||||
4'd11:
|
6'd11:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h7E : (r == 3'd2) ? 8'hFF :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h7E : (r == 3'd2) ? 8'hFF :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'hFF : (r == 3'd4) ? 8'hFF : (r == 3'd5) ? 8'hFF :
|
(r == 3'd3) ? 8'hFF : (r == 3'd4) ? 8'hFF : (r == 3'd5) ? 8'hFF :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h3C; // 雷
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h3C; // 雷
|
||||||
4'd12:
|
6'd12:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h81 : (r == 3'd1) ? 8'h42 : (r == 3'd2) ? 8'h24 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h81 : (r == 3'd1) ? 8'h42 : (r == 3'd2) ? 8'h24 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h24 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h24 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h42 : 8'h81; // 爆炸
|
(r == 3'd6) ? 8'h42 : 8'h81; // 爆炸
|
||||||
4'd13:
|
6'd13:
|
||||||
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h06 :
|
||||||
(r == 3'd3) ? 8'h0C : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h00 :
|
(r == 3'd3) ? 8'h0C : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h00 :
|
||||||
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // 问号
|
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // 问号
|
||||||
4'd14:
|
6'd14: font_row = (r == 3'd3) ? 8'hFF : (r == 3'd4) ? 8'hFF : 8'h00; // 横线
|
||||||
font_row = (r == 3'd3) ? 8'hFF : (r == 3'd4) ? 8'hFF : 8'h00; // 横线
|
6'd15: font_row = 8'hFF; // 实心
|
||||||
4'd15:
|
6'd16:
|
||||||
font_row = 8'hFF; // 实心
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h18 : (r == 3'd1) ? 8'h3C : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
default:
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h7E : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
font_row = 8'h00;
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // A
|
||||||
|
6'd17:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h7C : 8'h00; // B
|
||||||
|
6'd18:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h60 : (r == 3'd4) ? 8'h60 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // C
|
||||||
|
6'd19:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h78 : (r == 3'd1) ? 8'h6C : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h6C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h78 : 8'h00; // D
|
||||||
|
6'd20:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h60 : (r == 3'd5) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // E
|
||||||
|
6'd21:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h60 : (r == 3'd5) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h60 : 8'h00; // F
|
||||||
|
6'd22:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h6E : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h3E : 8'h00; // G
|
||||||
|
6'd23:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7E : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // H
|
||||||
|
6'd24:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h18 : (r == 3'd2) ? 8'h18 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // I
|
||||||
|
6'd25:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h1E : (r == 3'd1) ? 8'h0C : (r == 3'd2) ? 8'h0C :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h0C : (r == 3'd4) ? 8'h0C : (r == 3'd5) ? 8'h6C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h38 : 8'h00; // J
|
||||||
|
6'd26:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h6C : (r == 3'd2) ? 8'h78 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h70 : (r == 3'd4) ? 8'h78 : (r == 3'd5) ? 8'h6C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // K
|
||||||
|
6'd27:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h60 : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h60 : (r == 3'd4) ? 8'h60 : (r == 3'd5) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // L
|
||||||
|
6'd28:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h63 : (r == 3'd1) ? 8'h77 : (r == 3'd2) ? 8'h7F :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h6B : (r == 3'd4) ? 8'h63 : (r == 3'd5) ? 8'h63 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h63 : 8'h00; // M
|
||||||
|
6'd29:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h76 : (r == 3'd2) ? 8'h7E :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h6E : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // N
|
||||||
|
6'd30:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // O
|
||||||
|
6'd31:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h60 : (r == 3'd5) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h60 : 8'h00; // P
|
||||||
|
6'd32:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h6E : (r == 3'd5) ? 8'h3C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h0E : 8'h00; // Q
|
||||||
|
6'd33:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h7C : (r == 3'd4) ? 8'h78 : (r == 3'd5) ? 8'h6C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // R
|
||||||
|
6'd34:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h3E : (r == 3'd1) ? 8'h60 : (r == 3'd2) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h3C : (r == 3'd4) ? 8'h06 : (r == 3'd5) ? 8'h06 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h7C : 8'h00; // S
|
||||||
|
6'd35:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h18 : (r == 3'd2) ? 8'h18 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // T
|
||||||
|
6'd36:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h3C : 8'h00; // U
|
||||||
|
6'd37:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h66 : (r == 3'd4) ? 8'h66 : (r == 3'd5) ? 8'h3C :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // V
|
||||||
|
6'd38:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h63 : (r == 3'd1) ? 8'h63 : (r == 3'd2) ? 8'h63 :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h6B : (r == 3'd4) ? 8'h7F : (r == 3'd5) ? 8'h77 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h63 : 8'h00; // W
|
||||||
|
6'd39:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h3C :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h3C : (r == 3'd5) ? 8'h66 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h66 : 8'h00; // X
|
||||||
|
6'd40:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h66 : (r == 3'd1) ? 8'h66 : (r == 3'd2) ? 8'h3C :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h18 : (r == 3'd5) ? 8'h18 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h18 : 8'h00; // Y
|
||||||
|
6'd41:
|
||||||
|
font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7E : (r == 3'd1) ? 8'h06 : (r == 3'd2) ? 8'h0C :
|
||||||
|
(r == 3'd3) ? 8'h18 : (r == 3'd4) ? 8'h30 : (r == 3'd5) ? 8'h60 :
|
||||||
|
(r == 3'd6) ? 8'h7E : 8'h00; // Z
|
||||||
|
default: font_row = 8'h00;
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
endfunction
|
endfunction
|
||||||
|
|
||||||
wire [7:0] frow = font_row(glyph, fy);
|
wire [7:0] frow = font_row(glyph, fy);
|
||||||
wire glyph_px = frow[3'd7 - fx]; // 1 = 画字模点
|
wire glyph_px = frow[3'd7-fx]; // 1 = 画字模点
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 光标框（闪动）
|
// 光标框：黄色、常亮、2 像素宽
|
||||||
|
// 原来是 1 像素浅灰 + 闪动（blink 周期约 1.3 s）：在白色未揭开格上几乎看不清，
|
||||||
|
// 而且截图有一半概率正好截到"灭"的那个相位。改成黄色常亮 2 像素后，
|
||||||
|
// 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。
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
reg [24:0] blink_q;
|
// 列必须比 6 位（0..39）：hard 难度的棋盘宽 30，光标能到列 35，
|
||||||
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
// 以前这里只取 [4:0]，35 被当成 3，光标会“跳回最左边”。
|
||||||
if (reset)
|
wire cursor_here = (cursor_i[5:0] == ccol) && (cursor_i[12:8] == crow);
|
||||||
blink_q <= 25'd0;
|
wire on_border = (hx[3:0] < 4'd2) || (hx[3:0] > 4'd13) || (vy[3:0] < 4'd2) || (vy[3:0] > 4'd13);
|
||||||
else if (tick)
|
wire cursor_box = cursor_here && ctrl_i[0] && on_border;
|
||||||
blink_q <= blink_q + 25'd1;
|
|
||||||
end
|
|
||||||
wire blink = blink_q[24];
|
|
||||||
|
|
||||||
wire cursor_here = (cursor_i[4:0] == ccol) && (cursor_i[12:8] == crow);
|
|
||||||
wire on_border = (hx[3:0] == 4'd0) || (hx[3:0] == 4'd15) ||
|
|
||||||
(vy[3:0] == 4'd0) || (vy[3:0] == 4'd15);
|
|
||||||
wire cursor_box = cursor_here && blink && ctrl_i[0] && on_border;
|
|
||||||
|
|
||||||
// ---------------------------------------------------------------------------
|
// ---------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// 颜色（3 位调色板 -> 4:4:4 RGB）
|
// 颜色（3 位调色板 -> 4:4:4 RGB）
|
||||||
@@ -197,28 +293,20 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
input [2:0] c;
|
input [2:0] c;
|
||||||
begin
|
begin
|
||||||
case (c)
|
case (c)
|
||||||
3'd0:
|
3'd0: pal = {4'h0, 4'h0, 4'h0}; // 黑
|
||||||
pal = {4'h0, 4'h0, 4'h0}; // 黑
|
3'd1: pal = {4'h0, 4'h0, 4'hA}; // 深蓝
|
||||||
3'd1:
|
3'd2: pal = {4'h0, 4'hA, 4'h0}; // 绿
|
||||||
pal = {4'h0, 4'h0, 4'hA}; // 深蓝
|
3'd3: pal = {4'h0, 4'hA, 4'hA}; // 青
|
||||||
3'd2:
|
3'd4: pal = {4'hA, 4'h0, 4'h0}; // 红
|
||||||
pal = {4'h0, 4'hA, 4'h0}; // 绿
|
3'd5: pal = {4'hA, 4'h0, 4'hA}; // 洋红
|
||||||
3'd3:
|
3'd6: pal = {4'hA, 4'hA, 4'h0}; // 黄
|
||||||
pal = {4'h0, 4'hA, 4'hA}; // 青
|
default: pal = {4'hA, 4'hA, 4'hA}; // 浅灰
|
||||||
3'd4:
|
|
||||||
pal = {4'hA, 4'h0, 4'h0}; // 红
|
|
||||||
3'd5:
|
|
||||||
pal = {4'hA, 4'h0, 4'hA}; // 洋红
|
|
||||||
3'd6:
|
|
||||||
pal = {4'hA, 4'hA, 4'h0}; // 黄
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
pal = {4'hA, 4'hA, 4'hA}; // 浅灰
|
|
||||||
endcase
|
endcase
|
||||||
end
|
end
|
||||||
endfunction
|
endfunction
|
||||||
|
|
||||||
wire [2:0] px_color = glyph_px ? gcolor : bgcolor;
|
wire [ 2:0] px_color = glyph_px ? gcolor : bgcolor;
|
||||||
wire [2:0] px_final = cursor_box ? 3'd7 : px_color;
|
wire [ 2:0] px_final = cursor_box ? 3'd6 : px_color; // 6 = 黄，光标框
|
||||||
wire [11:0] px_rgb = de ? pal(px_final) : 12'h000;
|
wire [11:0] px_rgb = de ? pal(px_final) : 12'h000;
|
||||||
|
|
||||||
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
always @(posedge clk or posedge reset) begin
|
||||||
@@ -227,8 +315,7 @@ module cpu21_vga #(
|
|||||||
vga_hs <= 1'b1;
|
vga_hs <= 1'b1;
|
||||||
vga_vs <= 1'b1;
|
vga_vs <= 1'b1;
|
||||||
frame_tick_o <= 1'b0;
|
frame_tick_o <= 1'b0;
|
||||||
end
|
end else if (tick) begin
|
||||||
else if (tick) begin
|
|
||||||
{vga_r, vga_g, vga_b} <= px_rgb;
|
{vga_r, vga_g, vga_b} <= px_rgb;
|
||||||
vga_hs <= hs_n;
|
vga_hs <= hs_n;
|
||||||
vga_vs <= vs_n;
|
vga_vs <= vs_n;
|
||||||
|
|||||||
@@ -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 +1,169 @@
|
|||||||
|
`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
|
||||||
@@ -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
|
||||||
@@ -0,0 +1,464 @@
|
|||||||
|
`timescale 1ns / 1ps
|
||||||
|
// =============================================================================
|
||||||
|
// tb_saolei —— 没有 VGA 显示器时的"扫雷调试台"
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 做法：跑真实的板级顶层 cpu21_board_top（宏 SAOLEI_ROM = 扫雷程序），用 5 向按键
|
||||||
|
// 模拟鼠标（板上 BTNC = 左键、BTNU/D/L/R = 上下左右，R15=SW3 = 插旗模式），
|
||||||
|
// 定期把显存 1200 字节 dump 成文本；再由 saolei/tools/fb2png.py 按 cpu21_vga.v
|
||||||
|
// 里的 8x8 字库与 3 位调色板还原成 PNG —— 等价于给 VGA 画面"截图"。
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 编译（注意两个 -d 都要带 SAOLEI_ROM）：
|
||||||
|
// xvlog -d SAOLEI_ROM -i srcs/board -i srcs/rtl srcs/rtl/*.v \
|
||||||
|
// srcs/board/cpu21_board_top.v srcs/tb/tb_saolei.v
|
||||||
|
// xelab -d SAOLEI_ROM -top tb_saolei -snapshot saolei_sim
|
||||||
|
// xsim saolei_sim -tclbatch run_all.tcl
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// 说明：为了在仿真里按键快一点，用 defparam 把 cpu21_pointer 的去抖采样周期
|
||||||
|
// 从 50000 个 CPU 周期（1 ms @50 MHz）压到 50（1 us），这样每次"按键"只要几微秒
|
||||||
|
// 就能产生一个事件；上板时那个参数仍然是 50000，行为不变。
|
||||||
|
// =============================================================================
|
||||||
|
|
||||||
|
module tb_saolei;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 板级顶层端口 ----
|
||||||
|
reg clk100 = 1'b0;
|
||||||
|
reg rst_n = 1'b0;
|
||||||
|
reg go = 1'b0;
|
||||||
|
reg [ 2:0] irq_sw = 3'b000;
|
||||||
|
reg btnu = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnd = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnl = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnr = 1'b0;
|
||||||
|
reg sw_flag = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [15:0] led;
|
||||||
|
wire led_we;
|
||||||
|
wire [ 7:0] an;
|
||||||
|
wire [ 6:0] seg;
|
||||||
|
wire dp;
|
||||||
|
wire [ 3:0] vga_r, vga_g, vga_b;
|
||||||
|
wire vga_hs, vga_vs;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 100 MHz 参考时钟
|
||||||
|
always #5 clk100 = ~clk100;
|
||||||
|
|
||||||
|
cpu21_board_top #(
|
||||||
|
.POINTER_SAMPLE_DIV(50) // 仿真里加速按键去抖（上板默认 50000）
|
||||||
|
) dut (
|
||||||
|
.clk100 (clk100),
|
||||||
|
.rst_n (rst_n),
|
||||||
|
.go (go),
|
||||||
|
.irq_sw (irq_sw),
|
||||||
|
.btnu (btnu),
|
||||||
|
.btnd (btnd),
|
||||||
|
.btnl (btnl),
|
||||||
|
.btnr (btnr),
|
||||||
|
.sw_flag (sw_flag),
|
||||||
|
.led (led),
|
||||||
|
.led_we (led_we),
|
||||||
|
.an (an),
|
||||||
|
.seg (seg),
|
||||||
|
.dp (dp),
|
||||||
|
.vga_r (vga_r),
|
||||||
|
.vga_g (vga_g),
|
||||||
|
.vga_b (vga_b),
|
||||||
|
.vga_hs (vga_hs),
|
||||||
|
.vga_vs (vga_vs),
|
||||||
|
.ps2_clk (1'b1),
|
||||||
|
.ps2_data(1'b1)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// （按键去抖已通过上面的 POINTER_SAMPLE_DIV(50) 参数加速，不用 defparam）
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------- 按键
|
||||||
|
// which: 0=go(左键) 1=btnu 2=btnd 3=btnl 4=btnr
|
||||||
|
task press;
|
||||||
|
input integer which;
|
||||||
|
input integer us; // 按住时长（微秒）
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
0:
|
||||||
|
go = 1'b1;
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b1;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b1;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b1;
|
||||||
|
4:
|
||||||
|
btnr = 1'b1;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(us * 1000);
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
0:
|
||||||
|
go = 1'b0;
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b0;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b0;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b0;
|
||||||
|
4:
|
||||||
|
btnr = 1'b0;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(200 * 1000); // 松开后留 200 us 让 CPU 消费事件
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
task click; // 左键点一下
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
press(0, 50);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------- 显存 dump
|
||||||
|
integer fh, w, b;
|
||||||
|
integer cursor_row, cursor_col;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 统计：MMIO 显存写脉冲数 + 当前非零格数 ----
|
||||||
|
integer fb_we_cnt = 0;
|
||||||
|
always @(posedge dut.clk_cpu)
|
||||||
|
if (dut.fb_we)
|
||||||
|
fb_we_cnt = fb_we_cnt + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 鼠标事件链路三个关键节点 ----
|
||||||
|
// ptr_ev : cpu21_pointer 产生事件（ev_valid_o 高的周期数）
|
||||||
|
// irq_hi : 鼠标中断线 irq_vec[0] 为高的周期数
|
||||||
|
// irq_rise: 该线的上升沿次数（CPU 按上升沿响应中断）
|
||||||
|
integer ptr_ev = 0, irq_hi = 0, irq_rise = 0;
|
||||||
|
reg irq_prev_q;
|
||||||
|
initial
|
||||||
|
irq_prev_q = 1'b0;
|
||||||
|
always @(posedge dut.clk_cpu) begin
|
||||||
|
if (dut.g_btn.u_ptr.ev_valid_o)
|
||||||
|
ptr_ev = ptr_ev + 1;
|
||||||
|
if (dut.irq_vec[0])
|
||||||
|
irq_hi = irq_hi + 1;
|
||||||
|
irq_prev_q <= dut.irq_vec[0];
|
||||||
|
if (dut.irq_vec[0] && !irq_prev_q)
|
||||||
|
irq_rise = irq_rise + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// 每毫秒打一行，观察事件链路
|
||||||
|
integer tick_ms;
|
||||||
|
initial
|
||||||
|
for (tick_ms = 1; tick_ms <= 20; tick_ms = tick_ms + 1) begin
|
||||||
|
#1000000;
|
||||||
|
$display("[mouse] %0t ns: ptr_ev=%0d irq_hi=%0d irq_rise=%0d", $time, ptr_ev, irq_hi, irq_rise);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
integer nz_cnt = 0; // 当前非零格数（dump 时统计）
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- PC 热点直方图：确定 CPU 此刻卡在哪个循环 ----
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||||||
|
integer pc_hist[0:255];
|
||||||
|
integer pi;
|
||||||
|
initial
|
||||||
|
for (pi = 0; pi < 256; pi = pi + 1)
|
||||||
|
pc_hist[pi] = 0;
|
||||||
|
always @(posedge dut.clk_cpu)
|
||||||
|
pc_hist[dut.u_cpu.pc_q[9:2]] = pc_hist[dut.u_cpu.pc_q[9:2]] + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 探针：控制流日志 ----
|
||||||
|
// 1) 记录所有非顺序跳转（1 ms 之后、最多 300 条），用来复盘"跑飞"的路径；
|
||||||
|
// 2) 单独标出跳进 ISR 段之间空洞（0x194-0x1FF / 0x218-0x2FF）的时刻。
|
||||||
|
reg [31:0] pc_prev;
|
||||||
|
integer jmp_log;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
pc_prev = 32'hFFFF_FFFF;
|
||||||
|
jmp_log = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
always @(posedge dut.clk_cpu) begin
|
||||||
|
pc_prev <= dut.u_cpu.pc_q;
|
||||||
|
if (dut.u_cpu.pc_q != (pc_prev + 32'd4)) begin
|
||||||
|
if ($time > 1000000 && jmp_log < 300) begin
|
||||||
|
$display("[jmp] %0t ns: 0x%03h -> 0x%03h", $time, pc_prev, dut.u_cpu.pc_q);
|
||||||
|
jmp_log = jmp_log + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if ((dut.u_cpu.pc_q >= 32'h0000_0194 && dut.u_cpu.pc_q < 32'h0000_0200) ||
|
||||||
|
(dut.u_cpu.pc_q >= 32'h0000_0218 && dut.u_cpu.pc_q < 32'h0000_0300))
|
||||||
|
$display("[gap] %0t ns: PC 0x%03h -> 0x%03h （跳进空洞）", $time, pc_prev, dut.u_cpu.pc_q);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
task dump_pc;
|
||||||
|
integer i1, i2, best, besti;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
$display(" [pc] 热点（pc, 命中数）:");
|
||||||
|
for (i1 = 0; i1 < 3; i1 = i1 + 1) begin
|
||||||
|
best = -1;
|
||||||
|
besti = -1;
|
||||||
|
for (i2 = 0; i2 < 256; i2 = i2 + 1)
|
||||||
|
if (pc_hist[i2] > best) begin
|
||||||
|
best = pc_hist[i2];
|
||||||
|
besti = i2;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (besti >= 0 && best > 0) begin
|
||||||
|
$display(" pc=0x%03h count=%0d", besti << 2, best);
|
||||||
|
pc_hist[besti] = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- RAM 窗口（核对变量地址映射）----
|
||||||
|
task dump_ramwin;
|
||||||
|
integer i3;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
$display(" [ram] 0x00..0x3F: %08h %08h %08h %08h %08h %08h %08h %08h",
|
||||||
|
dut.ram[0], dut.ram[1], dut.ram[2], dut.ram[3],
|
||||||
|
dut.ram[4], dut.ram[5], dut.ram[6], dut.ram[7]);
|
||||||
|
$display(" [ram] 0x100..0x11F: %08h %08h %08h %08h %08h %08h %08h %08h",
|
||||||
|
dut.ram[32'h0100 >> 2], dut.ram[32'h0104 >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h0108 >> 2], dut.ram[32'h010C >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h0110 >> 2], dut.ram[32'h0114 >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h0118 >> 2], dut.ram[32'h011C >> 2]);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 最新版（显存每格 2 字节、难度三档不同尺寸）变量地址：
|
||||||
|
// g_exit=0x04 g_in_level=0x08 acc_y=0x78C acc_x=0x790 cur_c=0x794
|
||||||
|
// 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;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
$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'h0798 >> 2], dut.ram[32'h0794 >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h0790 >> 2], dut.ram[32'h078C >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h07A0 >> 2], dut.ram[32'h07A4 >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h07A8 >> 2], dut.ram[32'h07AC >> 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
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
task dump_fb;
|
||||||
|
input [1023:0] fname;
|
||||||
|
integer k2, b2;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
nz_cnt = 0;
|
||||||
|
for (k2 = 0; k2 < 600; k2 = k2 + 1)
|
||||||
|
for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1)
|
||||||
|
if (dut.fb[k2][b2*8 +: 8] != 8'h00)
|
||||||
|
nz_cnt = nz_cnt + 1;
|
||||||
|
cursor_row = dut.u_vga.cursor_i[12:8];
|
||||||
|
cursor_col = dut.u_vga.cursor_i[4:0];
|
||||||
|
fh = $fopen(fname, "w");
|
||||||
|
$fwrite(fh, "# tb_saolei framebuffer dump\n");
|
||||||
|
$fwrite(fh, "TIME %0t\n", $time);
|
||||||
|
$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, "STATS fb_we=%0d nonzero=%0d\n", fb_we_cnt, nz_cnt);
|
||||||
|
$fwrite(fh, "FB 2400\n");
|
||||||
|
for (w = 0; w < 600; w = w + 1)
|
||||||
|
for (b = 0; b < 4; b = b + 1)
|
||||||
|
$fwrite(fh, "%02X\n", dut.fb[w][b*8 +: 8]);
|
||||||
|
$fclose(fh);
|
||||||
|
$display("[tb_saolei] %0t ns dump -> %0s (cursor=%0d,%0d fb_we=%0d nonzero=%0d)",
|
||||||
|
$time, fname, cursor_row, cursor_col, fb_we_cnt, nz_cnt);
|
||||||
|
dump_vars;
|
||||||
|
dump_pc;
|
||||||
|
dump_ramwin;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------- 完整一局用的工具
|
||||||
|
// 从 RAM 的位图里取一位（mine_bm @0x86C / open_bm @0x830 / flag_bm @0x7F4）
|
||||||
|
function integer bitof;
|
||||||
|
input integer base;
|
||||||
|
input integer idx;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
bitof = (dut.ram[(base >> 2) + (idx >> 5)] >> (idx & 31)) & 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endfunction
|
||||||
|
|
||||||
|
// 已揭开格数：直接读程序里的 opened_cnt（0x7B4）
|
||||||
|
integer open_n;
|
||||||
|
task count_open;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
open_n = dut.ram[32'h07B4 >> 2];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 快速按键（按住/松开时长都可控）：去抖周期已由 POINTER_SAMPLE_DIV=50 缩短
|
||||||
|
task press_t;
|
||||||
|
input integer which;
|
||||||
|
input integer hold_us;
|
||||||
|
input integer gap_us;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
0:
|
||||||
|
go = 1'b1;
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b1;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b1;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b1;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
btnr = 1'b1;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(hold_us * 1000);
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
0:
|
||||||
|
go = 1'b0;
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b0;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b0;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b0;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
btnr = 1'b0;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(gap_us * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
task click_t;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
press_t(0, 30, 150);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 把光标移到盘面格 (tr, tc)：每次按键后等软件把事件消化掉再回读位置，
|
||||||
|
// 丢了/多了事件都能自动纠正。盘面格 (0,0) 对应网格 (BOARD_R0, BOARD_C0) = (7, 12)。
|
||||||
|
task move_to_cell;
|
||||||
|
input integer tr;
|
||||||
|
input integer tc;
|
||||||
|
integer cr, cc2;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
cr = dut.ram[32'h0418 >> 2];
|
||||||
|
cc2 = dut.ram[32'h0414 >> 2];
|
||||||
|
while (cr > (7 + tr)) begin
|
||||||
|
press_t(1, 20, 120);
|
||||||
|
cr = dut.ram[32'h0418 >> 2];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
while (cr < (7 + tr)) begin
|
||||||
|
press_t(2, 20, 120);
|
||||||
|
cr = dut.ram[32'h0418 >> 2];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
while (cc2 > (12 + tc)) begin
|
||||||
|
press_t(3, 20, 120);
|
||||||
|
cc2 = dut.ram[32'h0414 >> 2];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
while (cc2 < (12 + tc)) begin
|
||||||
|
press_t(4, 20, 120);
|
||||||
|
cc2 = dut.ram[32'h0414 >> 2];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 落位 + 校验：没到位就重试（最多 6 次），彻底避免“以为到了、实际差一格”去点错格
|
||||||
|
task goto_cell;
|
||||||
|
input integer tr;
|
||||||
|
input integer tc;
|
||||||
|
integer tries;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
tries = 0;
|
||||||
|
while (((dut.ram[32'h0418 >> 2] != (7 + tr)) || (dut.ram[32'h0414 >> 2] != (12 + tc))) && (tries < 6)) begin
|
||||||
|
move_to_cell(tr, tc);
|
||||||
|
#(300 * 1000);
|
||||||
|
tries = tries + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
if (tries >= 6)
|
||||||
|
$display(" [game] !!! 定位 (%0d,%0d) 失败，实际 cur=(%0d,%0d)", tr, tc,
|
||||||
|
dut.ram[32'h0418 >> 2], dut.ram[32'h0414 >> 2]);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// 扫完全盘：安全格揭开、雷格插旗；雷区位置直接从 RAM 里的 mine_bm 读
|
||||||
|
task sweep_board;
|
||||||
|
integer rr, cc, idx;
|
||||||
|
begin : sweep_blk
|
||||||
|
for (rr = 0; rr < 16; rr = rr + 1) begin
|
||||||
|
for (cc = 0; cc < 16; cc = cc + 1) begin
|
||||||
|
idx = rr * 16 + cc;
|
||||||
|
goto_cell(rr, cc);
|
||||||
|
if (bitof(32'h0000_086C, idx) != 0) begin
|
||||||
|
sw_flag = 1'b1;
|
||||||
|
#(30 * 1000);
|
||||||
|
click_t;
|
||||||
|
sw_flag = 1'b0;
|
||||||
|
#(30 * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
else
|
||||||
|
click_t;
|
||||||
|
// 中途退出关卡就立即报警并收手
|
||||||
|
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",
|
||||||
|
rr, cc, dut.ram[32'h0798 >> 2], dut.ram[32'h0794 >> 2],
|
||||||
|
dut.ram[32'h07AC >> 2]);
|
||||||
|
disable sweep_blk;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
// 赢了/输了也收手
|
||||||
|
if (dut.ram[32'h07AC >> 2] != 0)
|
||||||
|
disable sweep_blk;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
count_open;
|
||||||
|
$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'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)
|
||||||
|
dump_fb("fb_10_sweep_a.txt");
|
||||||
|
if (rr == 7)
|
||||||
|
dump_fb("fb_11_sweep_b.txt");
|
||||||
|
if (rr == 11)
|
||||||
|
dump_fb("fb_12_sweep_c.txt");
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---------------------------------------------------------------- 主流程
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$display("[tb_saolei] === start (SAOLEI_ROM)：完整一局 ===");
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
rst_n = 1'b1;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 1) 开始界面
|
||||||
|
#(2 * 1000000);
|
||||||
|
dump_fb("fb_00_start.txt");
|
||||||
|
|
||||||
|
// 2) 点 START（光标初始就停在按钮上）-> 写 LEVEL -> IRQ1 进关卡
|
||||||
|
click_t;
|
||||||
|
#(2 * 1000000);
|
||||||
|
dump_fb("fb_01_level.txt");
|
||||||
|
$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）
|
||||||
|
click;
|
||||||
|
#(3 * 1000000);
|
||||||
|
dump_fb("fb_02_firstclick.txt");
|
||||||
|
count_open;
|
||||||
|
$display(" [game] 首次点击后：first=%0d 已揭开 %0d / %0d state=%0d diff=%0d",
|
||||||
|
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
|
||||||
|
sweep_board;
|
||||||
|
#(3 * 1000000);
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||||||
|
dump_fb("fb_13_after_sweep.txt");
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||||||
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count_open;
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||||||
|
$display(" [game] 扫完后：已揭开 %0d / %0d, 旗=%0d, state=%0d, 丢事件=%0d",
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||||||
|
open_n, (dut.ram[32'h08B4 >> 2] - dut.ram[32'h07A4 >> 2]),
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||||||
|
dut.ram[32'h07B0 >> 2], dut.ram[32'h07AC >> 2], dut.ram[32'h08C0 >> 2]);
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||||||
|
|
||||||
|
// 5) 通关后再点一下 = 返回背景（回到开始界面）
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||||||
|
click_t;
|
||||||
|
#(3 * 1000000);
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||||||
|
dump_fb("fb_14_back_to_start.txt");
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||||||
|
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||||||
|
$display(" [game] === 结束：state=%0d（1=WIN 2=LOSE）已揭开 %0d/%0d 旗=%0d 丢事件=%0d ===",
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||||||
|
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;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
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@@ -0,0 +1,201 @@
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|||||||
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`timescale 1ns / 1ps
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// =============================================================================
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// tb_saolei_play —— 没有 VGA 显示器时"在命令行里玩扫雷"用的测试平台
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//
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// 与 tb_saolei 的区别：没有写死的游戏脚本，改成受外部文件驱动：
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//
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// cmd.txt 外部（xsim 的 Tcl，见 pipelined-cpu/tools/play_saolei.tcl）往里写
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// 按键字符；本 TB 每 100 us 仿真时间轮询一次，读到**一个**字符就执行
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|
// 对应的按键脉冲，然后把文件清空。（多个动作用多次发送实现，
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|
// play_saolei.tcl 的 k 命令会自动把 "uuc" 拆成三次发。）
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// u/w 光标上移 d/s 光标下移
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// l/a 光标左移 r 光标右移
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// c 左键点击（BTNC）
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// f 插旗模式点击（先按 SW3 再点击，点上/取消旗帜）
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// p 只切换 SW3（插旗模式开关，不点击）
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// g 按板上的 go 键
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// z 复位（拉低 rst_n 再放开，等于重新上电）
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//
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||||||
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// now.txt 每 1 ms 仿真时间把当前显存 dump 一次（格式同 tb_saolei）：
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// py saolei/tools/fb2png.py --term now.txt -> 终端里的彩色棋盘
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// py saolei/tools/fb2png.py now.txt a.png -> 640x480 截图
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|
//
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|
// 编译（两个 -d 都要带 SAOLEI_ROM）：
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// xvlog -d SAOLEI_ROM -i srcs/board -i srcs/rtl srcs/rtl/*.v \
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// srcs/board/cpu21_board_top.v srcs/tb/tb_saolei_play.v
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||||||
|
// xelab -d SAOLEI_ROM -top tb_saolei_play -snapshot saolei_play
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||||||
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// xsim saolei_play -tclbatch tools/play_saolei.tcl
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||||||
|
//
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||||||
|
// 说明：和 tb_saolei 一样用 POINTER_SAMPLE_DIV=50 压缩按键去抖（上板仍是 50000）。
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// =============================================================================
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module tb_saolei_play;
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// ---- 板级顶层端口（全部由本 TB / cmd.txt 驱动，不用 add_force）----
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|
reg clk100 = 1'b0;
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||||||
|
reg rst_n = 1'b0;
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||||||
|
reg go = 1'b0;
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||||||
|
reg [ 2:0] irq_sw = 3'b000;
|
||||||
|
reg btnu = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnd = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnl = 1'b0;
|
||||||
|
reg btnr = 1'b0;
|
||||||
|
reg sw_flag = 1'b0;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire [15:0] led;
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||||||
|
wire led_we;
|
||||||
|
wire [ 7:0] an;
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||||||
|
wire [ 6:0] seg;
|
||||||
|
wire dp;
|
||||||
|
wire [ 3:0] vga_r, vga_g, vga_b;
|
||||||
|
wire vga_hs, vga_vs;
|
||||||
|
|
||||||
|
always #5 clk100 = ~clk100;
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||||||
|
|
||||||
|
cpu21_board_top #(
|
||||||
|
.POINTER_SAMPLE_DIV(50) // 仿真里加速按键去抖（上板默认 50000）
|
||||||
|
) dut (
|
||||||
|
.clk100 (clk100),
|
||||||
|
.rst_n (rst_n),
|
||||||
|
.go (go),
|
||||||
|
.irq_sw (irq_sw),
|
||||||
|
.btnu (btnu),
|
||||||
|
.btnd (btnd),
|
||||||
|
.btnl (btnl),
|
||||||
|
.btnr (btnr),
|
||||||
|
.sw_flag (sw_flag),
|
||||||
|
.led (led),
|
||||||
|
.led_we (led_we),
|
||||||
|
.an (an),
|
||||||
|
.seg (seg),
|
||||||
|
.dp (dp),
|
||||||
|
.vga_r (vga_r),
|
||||||
|
.vga_g (vga_g),
|
||||||
|
.vga_b (vga_b),
|
||||||
|
.vga_hs (vga_hs),
|
||||||
|
.vga_vs (vga_vs),
|
||||||
|
.ps2_clk (1'b1),
|
||||||
|
.ps2_data(1'b1)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 一个按键脉冲：按住 hold_us 再松开，然后留 200 us 让 CPU 消化事件 ----
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||||||
|
task pulse;
|
||||||
|
input integer which;
|
||||||
|
input integer hold_us;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b1;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b1;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b1;
|
||||||
|
4:
|
||||||
|
btnr = 1'b1;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
go = 1'b1;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(hold_us * 1000);
|
||||||
|
case (which)
|
||||||
|
1:
|
||||||
|
btnu = 1'b0;
|
||||||
|
2:
|
||||||
|
btnd = 1'b0;
|
||||||
|
3:
|
||||||
|
btnl = 1'b0;
|
||||||
|
4:
|
||||||
|
btnr = 1'b0;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
go = 1'b0;
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
#(200 * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 把 cmd.txt 里的一个字符变成按键动作 ----
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||||||
|
// 注意：一次只取一个字符（$fgetc），不用 $fgets/字符串，
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||||||
|
// 这样不会踩 "reg [8*N:1] 里第一个字符落在哪个字节" 的坑。
|
||||||
|
task do_key;
|
||||||
|
input [7:0] ch;
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
case (ch)
|
||||||
|
8'h75, 8'h77:
|
||||||
|
pulse(1, 20); // u / w 上
|
||||||
|
8'h64, 8'h73:
|
||||||
|
pulse(2, 20); // d / s 下
|
||||||
|
8'h6C, 8'h61:
|
||||||
|
pulse(3, 20); // l / a 左
|
||||||
|
8'h72:
|
||||||
|
pulse(4, 20); // r 右
|
||||||
|
8'h63:
|
||||||
|
pulse(0, 30); // c 左键点击
|
||||||
|
8'h67:
|
||||||
|
pulse(0, 30); // g go 键（同一次点击）
|
||||||
|
8'h66: begin // f 插旗模式点击
|
||||||
|
sw_flag = 1'b1;
|
||||||
|
#(30 * 1000);
|
||||||
|
pulse(0, 30);
|
||||||
|
#(30 * 1000);
|
||||||
|
sw_flag = 1'b0;
|
||||||
|
#(30 * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
8'h70: begin // p 只切换插旗开关
|
||||||
|
sw_flag = ~sw_flag;
|
||||||
|
#(50 * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
8'h7A: begin // z 复位
|
||||||
|
rst_n = 1'b0;
|
||||||
|
#(2 * 1000);
|
||||||
|
rst_n = 1'b1;
|
||||||
|
#(500 * 1000);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
; // 其它字符忽略
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endtask
|
||||||
|
|
||||||
|
integer cfp;
|
||||||
|
integer chc;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 命令轮询：每 100 us 看一次 cmd.txt（只读第一个字符）----
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||||||
|
initial begin
|
||||||
|
#2000;
|
||||||
|
rst_n = 1'b1; // 上电复位释放
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||||||
|
forever begin
|
||||||
|
#(100 * 1000);
|
||||||
|
cfp = $fopen("cmd.txt", "r");
|
||||||
|
if (cfp != 0) begin
|
||||||
|
chc = $fgetc(cfp);
|
||||||
|
$fclose(cfp);
|
||||||
|
cfp = $fopen("cmd.txt", "w"); // 处理掉就清空，避免重复执行
|
||||||
|
if (cfp != 0)
|
||||||
|
$fclose(cfp);
|
||||||
|
if ((chc > 0) && (chc != 8'h0A) && (chc != 8'h0D) && (chc != 8'h20))
|
||||||
|
do_key(chc[7:0]);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
// ---- 画面 dump：每 1 ms 覆盖写一次 now.txt ----
|
||||||
|
integer df, w2, b2;
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
forever begin
|
||||||
|
#(1 * 1000 * 1000);
|
||||||
|
df = $fopen("now.txt", "w");
|
||||||
|
if (df != 0) begin
|
||||||
|
$fwrite(df, "TIME %0t\n", $time);
|
||||||
|
$fwrite(df, "CURSOR %0d %0d\n",
|
||||||
|
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, "FB 2400\n");
|
||||||
|
for (w2 = 0; w2 < 600; w2 = w2 + 1)
|
||||||
|
for (b2 = 0; b2 < 4; b2 = b2 + 1)
|
||||||
|
$fwrite(df, "%02X\n", dut.fb[w2][b2*8 +: 8]);
|
||||||
|
$fclose(df);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
@@ -0,0 +1,414 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env python3
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||||||
|
"""把中断测试程序适配到这块 CPU 上板运行（只改 ROM 内容，不改 CPU 语义）。
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||||||
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||||||
|
背景
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----
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programs/risc-v-intrupt-ccab.hex 是课程的中断/异常测试程序（270 字）。
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||||||
|
直接放进板上 ROM 会有两个问题：
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1) ISR 里的 ecall 会停机
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|
三个中断服务程序里各有一条 "addi a7,zero,10" + "ecall"。这颗 CPU 的约定是
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||||||
|
a7==34 的 ecall 是历史"显示"调用（无操作），其余 a7 值一律让流水线停机并等待
|
||||||
|
go_i。于是 ISR 跑到这里就卡住：后面的中断服务显示循环永远不执行，主程序的
|
||||||
|
跑马灯也停在原地。
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||||||
|
-> 把 "addi a7,zero,10" + "ecall" 换成两条 NOP。
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||||||
|
|
||||||
|
2) 显示刷新太快，数码管上看不出跑马灯
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||||||
|
原来的显示是 "lui a7,1" + "sw a0,0(a7)"（写 MMIO 的 LED 寄存器）。主循环里
|
||||||
|
两次显示只隔几拍（50 MHz 下约 0.1 us），而数码管是按位动态扫描的，根本来不及
|
||||||
|
分辨，只会看到一片亮。
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||||||
|
-> 把每条显示换成 "jal ra,DISP_DLY" + "nop"，由追加在 ROM 末尾的 DISP_DLY
|
||||||
|
完成"写 LED 寄存器 + 约 10 ms 延时"。
|
||||||
|
（注意：早先把旧的 "addi a7,zero,34 + ecall" 换成 MMIO 存储时，rs1 域算错，
|
||||||
|
把 sw 写成了 sb —— 只更新 LED 寄存器的低字节，高位一直是旧值，显示自然是
|
||||||
|
错的。DISP_DLY 内部统一用正确的 sw 写整个字，这个脚本会顺带纠正。）
|
||||||
|
|
||||||
|
3) **修正 ISR2 / ISR3 的现场恢复顺序**
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||||||
|
原始 hex 是手工改过的，两个 ISR 的出栈顺序被写乱（ISR1 是对的）：
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||||||
|
* ISR3：把 s1 从 s3 的槽位弹出，于是 s1 被写成 s3 保存的值 0xFFFFF111；
|
||||||
|
ISR3 返回后，正在跑 BLT 测试的 ISR2 的循环计数 s1 就变成了 -3823，
|
||||||
|
循环要跑 3800 多次（约 170 万周期）才退出 —— 看起来就是“二级中断返回
|
||||||
|
之后卡住”；
|
||||||
|
* ISR2：s0/s2/a0/a7/s1/t3/t1 全部错位，返回后调用者的这些寄存器被破坏。
|
||||||
|
-> 按 asm 清单里正确的 LIFO 顺序，只改 12 条 `lw` 的目标寄存器（字数不变、
|
||||||
|
地址不动），ISR3 改 5 条、ISR2 改 7 条。
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||||||
|
|
||||||
|
5) **修正 ISR3 的 SB 测试用到的未保存寄存器**
|
||||||
|
ISR3 的现场只保存了 s1/a7/a0/s0/s3/s4/s5/s6/uepc，但它的 SB 测试却用
|
||||||
|
t1（地址）、t3（计数）、s2（增量）—— 这三个都没保存。后果：
|
||||||
|
* 若 IRQ3 抢占正在跑 DIVU 测试的 ISR1（ISR1 用 t3 做递减计数），ISR1 的
|
||||||
|
计数会被 ISR3 改成 0；ISR1 恢复后 `addi t3,t3,-1` 得到 -1，`bne t3,zero`
|
||||||
|
永远成立 —— ISR1 的 DIVU 循环再也出不来，表现为“三级中断之后卡住”；
|
||||||
|
* 主程序的跑马灯步长 t1 也会被改掉。
|
||||||
|
-> 改用 ISR3 自己保存的 s4/s5/s6：SB 测试结束后紧接着的 IntLoop3
|
||||||
|
（0x3B4 起）会重新给它们赋值，所以这样换是安全的；同样只改寄存器域，
|
||||||
|
字数与地址不变。
|
||||||
|
|
||||||
|
6) **ISR 不能破坏被打断代码的 ra**
|
||||||
|
三个 ISR 的现场里都保存了 s1/a7/a0/s0/s3/s4/s5/s6（外加各自的测试寄存器），
|
||||||
|
但**都没有保存 ra**，而它们要调用显示例程，`jal ra,DISP_DLY` 会把 ra 写成
|
||||||
|
ISR 内部的返回地址。后果：如果中断恰好落在被打断代码依赖 ra 的位置
|
||||||
|
—— 典型就是主程序正停在 DISP_DLY 末尾的 `jalr zero,0(ra)`（第 0x454 字）
|
||||||
|
—— 中断返回后 `jalr` 会跳到 ra 里的地址，也就是 ISR 内部的某条指令上，
|
||||||
|
于是一路执行到 ISR 结尾的 `csrrci zero,0x4,1`，把 MIE 永久清零：
|
||||||
|
“跑一阵子之后拨开关再也不响应，只能按复位”。窗口只有 1~2 拍，所以平时
|
||||||
|
很难遇到（仿真里把延时改到极小才会碰上）。
|
||||||
|
-> 给 ISR 另加一份显示例程 DISP_DLY_ISR（0x458），链接寄存器改用 **a0**，
|
||||||
|
显示值改走 **a7**：这两个寄存器三个 ISR 都保存/恢复，所以
|
||||||
|
* ISR 完全不碰 ra，被打断的代码停在 DISP_DLY 哪里都安全；
|
||||||
|
* ISR 自己被内层中断打断时，内层 ISR 返回也会把 a0/a7 恢复成被打断时
|
||||||
|
的值，所以 DISP_DLY_ISR 自己的 `jalr zero,0(a0)` 同样安全。
|
||||||
|
主程序的 3 个显示点仍用原来的 DISP_DLY（链接在 ra，行为不变）。
|
||||||
|
每个 ISR 显示点：`jal ra,DISP_DLY` + `nop` 换成
|
||||||
|
`add a7,a0,zero` + `jal a0,DISP_DLY_ISR` —— 仍是 2 字换 2 字。
|
||||||
|
|
||||||
|
以上替换都是 **2 字换 2 字**，两个例程又追加在最后一条指令（uret）之后，所以
|
||||||
|
**所有指令地址都保持不变**，三个中断入口仍然是 0x0AC / 0x1E4 / 0x308。
|
||||||
|
|
||||||
|
DISP_DLY（8 字，追加在程序末尾）
|
||||||
|
--------------------------------
|
||||||
|
sw ra, 256(sp) # 保存返回地址
|
||||||
|
lui a7, 1 # a7 = 0x1000 = LED_ADDR
|
||||||
|
sw a0, 0(a7) # 把 a0 写进 LED 寄存器（数码管显示它的 8 位十六进制）
|
||||||
|
lui t2, DELAY # 计数初值为负，向上数到 0（约 10 ms @50 MHz）
|
||||||
|
1: addi t2, t2, 1
|
||||||
|
blt t2, zero, 1b
|
||||||
|
lw ra, 256(sp)
|
||||||
|
jalr zero, ra, 0
|
||||||
|
|
||||||
|
为什么返回地址存在 sp+256 而不是程序栈里：
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||||||
|
本程序的 ISR 是“先把 sp 加上去，再往里存”的向上增长栈，一层最多占 48 字节，
|
||||||
|
最多嵌套 4 层（IRQ_STACK_DEPTH=4）共 192 字节，所以 [sp, sp+192) 是中断随时
|
||||||
|
可能写到的区域。把返回地址放在 sp+256（越过了这个区域）：
|
||||||
|
* 从 ISR 里调用时，不会覆盖 ISR 存好的 s6 / uepc（早期用 sp-8 就是这么坏掉的：
|
||||||
|
uepc 被写坏后 uret 会返回到 ISR 内部地址，最后执行到 csrrci 把 MIE 永久清零）；
|
||||||
|
* 中断（包括多层嵌套）随时打断延时也不会破坏它，因为嵌套 ISR 只会在
|
||||||
|
[sp, sp+192) 里压栈；
|
||||||
|
* 每次调用各用自己 sp+256 的位置，所以嵌套调用也互不影响。
|
||||||
|
延时计数不用“递减到 0”而用“负数向上数到 0”：万一被嵌套调用改掉了 t2，循环也
|
||||||
|
只会在 t2 >= 0 时立即退出，不会像递减写法那样绕成 40 亿次而死等。
|
||||||
|
|
||||||
|
用法
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||||||
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----
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|
python tools/adapt_intrupt_ccab.py <输入.hex> <输出.vh> [输出_fast.hex]
|
||||||
|
|
||||||
|
<输入.hex> programs/risc-v-intrupt-ccab.hex（未适配的原始镜像）
|
||||||
|
<输出.vh> srcs/board/risc-v-intrupt-ccab.vh（上板综合用）
|
||||||
|
[输出_fast.hex] 可选：延时改成约 0.6 us 的仿真专用版本。上板一次中断服务要跑
|
||||||
|
几十毫秒（几十万个时钟），仿真跑完整流程会很慢，因此仿真用这个
|
||||||
|
快版来验证控制流（入口 / 中断返回 / 不停机），延时量本身不影响
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控制流。
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"""
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import sys
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NOP = 0x00000013
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LED_ADDR_HI = 1 # lui a7, 1 -> a7 = 0x1000（LED_ADDR）
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# 延时计数：计数初值为负，向上数到 0。0xFFFC0000 -> 0x40000 = 262144 次
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# （每轮约 2 个时钟）= 52.4 万个时钟 ≈ 10 ms @50 MHz。
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DELAY_NEG_HI = 0xFFFC0
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DELAY_FAST_NEG = -16 # 仿真用：addi t2, zero, -16 ≈ 0.6 us
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# DISP_DLY 保存返回地址的偏移：必须大于 ISR 最大嵌套栈用量（4 层 x 48B = 192B）
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LINK_SLOT = 256
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# 寄存器号
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ZERO, RA, SP, GP, T2, A0, A7 = 0, 1, 2, 3, 7, 10, 17
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def enc_i(imm, rs1, f3, rd, op=0x13):
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return ((imm & 0xFFF) << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12) | (rd << 7) | op
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def enc_s(imm, rs2, rs1, f3):
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imm &= 0xFFF
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return (((imm >> 5) << 25) | (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
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| ((imm & 0x1F) << 7) | 0x23)
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def enc_b(imm, rs2, rs1, f3):
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imm &= 0x1FFF
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return ((((imm >> 12) & 1) << 31) | (((imm >> 5) & 0x3F) << 25)
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| (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
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||||||
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| (((imm >> 1) & 0xF) << 8) | (((imm >> 11) & 1) << 7) | 0x63)
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def enc_u(imm, rd):
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return ((imm & 0xFFFFF) << 12) | (rd << 7) | 0x37
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def enc_j(imm, rd):
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imm &= 0x1FFFFF
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return ((((imm >> 20) & 1) << 31) | (((imm >> 1) & 0x3FF) << 21)
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| (((imm >> 11) & 1) << 20) | (((imm >> 12) & 0xFF) << 12)
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| (rd << 7) | 0x6F)
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HALT_LOAD = enc_i(10, ZERO, 0, A7) # addi a7, zero, 10
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ECALL = 0x00000073
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DISP_LUI = enc_u(LED_ADDR_HI, A7) # lui a7, 1
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DISP_SW = enc_s(0, A0, A7, 2) # sw a0, 0(a7) <- 正确：字写
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DISP_SB_BAD = enc_s(0, A0, A7, 0) # sb a0, 0(a7) <- 误写成字节写，一并修正
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# 说明：这两种都当成"显示点"。DISP_DLY 内部一律用正确的 sw 写整个字，因此即使
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# 输入镜像里是 sb（只写低字节，显示的高位会残留旧值），适配后也会恢复正常。
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def disp_dly(delay_word):
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"""DISP_DLY 的 8 条指令（delay_word 决定延时长短）。
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返回地址存在 sp+LINK_SLOT，位于 ISR 可能压栈的区域之上，所以中断（含嵌套）
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打断延时也不会破坏它 —— 见文件头的说明。
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"""
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return [
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enc_s(LINK_SLOT, RA, SP, 2), # sw ra, 256(sp)
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DISP_LUI, # lui a7, 1
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DISP_SW, # sw a0, 0(a7)
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delay_word, # lui t2, 0xFFFC0 / addi t2, zero, -16
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enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
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enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
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||||||
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enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, RA, 0x03), # lw ra, 256(sp)
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enc_i(0, RA, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, ra, 0
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]
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def disp_dly_isr(delay_word):
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"""ISR 专用的显示/延时例程（8 条）—— 链接寄存器用 a0，不用 ra。
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三个 ISR 的现场都保存了 a7 与 a0（s1/a7/a0/s0/s3/s4/s5/s6），所以把链接放
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a0、把显示值放 a7 不会额外破坏任何东西；而 ra 完全不被触碰，被打断的代码
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即使停在主 DISP_DLY 的 `jalr zero,0(ra)` 上也不会被破坏。
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"""
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return [
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enc_s(LINK_SLOT, A0, SP, 2), # sw a0, 256(sp) 保存链接寄存器
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enc_u(LED_ADDR_HI, A0), # lui a0, 1 a0 = 0x1000
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enc_s(0, A7, A0, 2), # sw a7, 0(a0) 显示 a7
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||||||
|
delay_word, # lui t2, 0xFFFC0 / addi t2,zero,-16
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||||||
|
enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
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||||||
|
enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
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||||||
|
enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, A0, 0x03), # lw a0, 256(sp)
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||||||
|
enc_i(0, A0, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, a0, 0
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|
]
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# 三个中断入口的原指令（核对地址没有跑偏）
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ISR_ENTRY = {43: 0x00512023, 121: 0x00612023, 194: 0x00912023}
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# 三个 ISR 的代码从 ISR1 入口开始一直排到程序末尾（主程序在它之前）
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ISR1_WORD = min(ISR_ENTRY)
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# 需要修正目标寄存器的 `lw X,0(sp)`：addr -> (当前错误的 rd, 正确的 rd)
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# ISR3（入口 0x308）恢复顺序应为：uepc,s6,s5,s4,s3,s0,a0,a7,s1
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# ISR2（入口 0x1E4）恢复顺序应为：uepc,s6,s5,s4,s3,s0,a0,a7,s2,s1,t3,t1
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FIX_POPS = {
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0x410: (9, 19), 0x418: (19, 8), 0x420: (8, 10),
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||||||
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0x428: (10, 17), 0x430: (17, 9), # ISR3
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||||||
|
0x2D0: (18, 8), 0x2D8: (9, 10), 0x2E0: (28, 17),
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||||||
|
0x2E8: (6, 18), 0x2F0: (8, 9), 0x2F8: (10, 28),
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||||||
|
0x300: (17, 6), # ISR2
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}
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# ISR3 的 SB 测试用了未保存的 t1/t3/s2 -> 改成 ISR3 自己保存的 s4/s5/s6
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# addr -> (要改的域, 原寄存器号, 新寄存器号)
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T1, T3, S2, S4, S5, S6 = 6, 28, 18, 20, 21, 22
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FIX_ISR3_SB = {
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0x358: ('rd', T1, S4), 0x35C: ('rd', T3, S5),
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||||||
|
0x364: ('rd', S2, S6), 0x368: ('rs1', T1, S4),
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||||||
|
0x378: ('rs2', S2, S6), 0x37C: ('rd_rs1', T1, S4),
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||||||
|
0x380: ('rd_rs1', T3, S5), 0x384: ('rs1', T3, S5),
|
||||||
|
0x388: ('rd', T3, S5), 0x38C: ('rd', T1, S4),
|
||||||
|
0x390: ('rs1', T1, S4), 0x3A0: ('rd_rs1', T1, S4),
|
||||||
|
0x3A4: ('rd_rs1', T3, S5), 0x3A8: ('rs1', T3, S5),
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||||||
|
}
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def read_hex(path):
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words = []
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with open(path, encoding="ascii") as f:
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for line in f:
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line = line.split("//")[0].strip()
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if line:
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words.append(int(line, 16))
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return words
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def patch(words):
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"""返回 (适配后的字表, 适配后的快版字表, 统计信息)。"""
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halt_sites = [i for i in range(len(words) - 1)
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if words[i] == HALT_LOAD and words[i + 1] == ECALL]
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if len(halt_sites) != 3:
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raise SystemExit("预期 3 处 'addi a7,zero,10 + ecall'（ISR 停机点），"
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"实际找到 %d 处；输入文件不是预期的原始镜像？" % len(halt_sites))
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disp_sites = [i for i in range(len(words) - 1)
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if words[i] == DISP_LUI
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and words[i + 1] in (DISP_SW, DISP_SB_BAD)]
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if len(disp_sites) != 11:
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raise SystemExit("预期 11 处 'lui a7,1 + sw/sb a0,0(a7)'（显示点），"
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||||||
|
"实际找到 %d 处；输入文件不是预期的原始镜像？" % len(disp_sites))
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||||||
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||||||
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bad_store = [i for i in disp_sites if words[i + 1] == DISP_SB_BAD]
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||||||
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for i in halt_sites:
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words[i] = NOP
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words[i + 1] = NOP
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# plain 变体：只去掉停机 ecall，显示保持原来的 "lui + sw" 两字写法
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# （必须在把显示点改成 jal 之前取副本，否则会生成“跳到没有函数体的地址”的镜像）
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plain = list(words)
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# DISP_DLY 紧跟在原程序的最后一条指令之后（原程序长度不变）
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disp_pc = 4 * len(words)
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isr_pc = disp_pc + 32 # ISR 专用的 DISP_DLY_ISR 再占 8 字
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isr_sites = []
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for i in disp_sites:
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if i >= ISR1_WORD:
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# 三个 ISR 里的显示点：改用 a0 做链接寄存器、显示值走 a7
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# 注意 jal 落在显示点的后一条（i+1）上，偏移要相对它自己算
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isr_sites.append(i)
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words[i] = enc_i(0, A0, 0, A7) # add a7, a0, zero
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words[i + 1] = enc_j(isr_pc - 4 * (i + 1), A0) # jal a0, DISP_DLY_ISR
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else:
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# 主程序里的显示点：照旧用 ra 链接
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words[i] = enc_j(disp_pc - 4 * i, RA)
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words[i + 1] = NOP
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if not isr_sites:
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raise SystemExit("没有找到 ISR 里的显示点；中断入口地址对不上？")
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# 自检：把刚写进去的 jal 偏移反解出来，确认真的跳到两个例程的入口
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def jal_target(w, pc):
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imm = (((w >> 31) & 1) << 20) | (((w >> 21) & 0x3FF) << 1) \
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| (((w >> 20) & 1) << 11) | (((w >> 12) & 0xFF) << 12)
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if imm & 0x100000:
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imm -= 0x200000
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return pc + imm
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for i in disp_sites:
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if i >= ISR1_WORD:
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want, at = isr_pc, 4 * (i + 1) # ISR：jal 在显示点后一条
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|
else:
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want, at = disp_pc, 4 * i # 主程序：jal 就在显示点上
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got = jal_target(words[at // 4], at)
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||||||
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if got != want:
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raise SystemExit("显示点 0x%03X 的跳转目标算错了：0x%03X != 0x%03X"
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% (4 * i, got, want))
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for idx, want in ISR_ENTRY.items():
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if words[idx] != want:
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raise SystemExit("中断入口 0x%03X 处的指令被改动了（%08X != %08X）"
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% (4 * idx, words[idx], want))
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# --- 4) 修正 ISR2 / ISR3 的现场恢复顺序（只改 lw 的 rd 域） ---
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fixed_pops = 0
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for pc, (bad_rd, rd) in FIX_POPS.items():
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w = words[pc // 4]
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op, f3 = w & 0x7F, (w >> 12) & 7
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rs1, imm = (w >> 15) & 0x1F, (w >> 20) & 0xFFF
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old_rd = (w >> 7) & 0x1F
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if not (op == 0x03 and f3 == 2 and rs1 == SP and imm == 0):
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raise SystemExit("0x%03X 不是预期的 `lw X,0(sp)`（%08X）" % (pc, w))
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if old_rd == rd:
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continue # 已经是对的（重复运行时跳过）
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if old_rd != bad_rd:
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raise SystemExit("0x%03X 的目标寄存器不是预期的 %d（实际 %d）"
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% (pc, bad_rd, old_rd))
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words[pc // 4] = (w & ~(0x1F << 7)) | (rd << 7)
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fixed_pops += 1
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# --- 5) 把 ISR3 SB 测试里的 t1/t3/s2 换成 s4/s5/s6 ---
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def set_field(w, name, val):
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if name == 'rd':
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return (w & ~(0x1F << 7)) | (val << 7)
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||||||
|
if name == 'rs1':
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||||||
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return (w & ~(0x1F << 15)) | (val << 15)
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||||||
|
if name == 'rs2':
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||||||
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return (w & ~(0x1F << 20)) | (val << 20)
|
||||||
|
if name == 'rd_rs1':
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||||||
|
return ((w & ~(0x1F << 7)) | (val << 7)) & ~(0x1F << 15) | (val << 15)
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||||||
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raise SystemExit('未知域 ' + name)
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||||||
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fixed_sb = 0
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for pc, (field, old, new) in FIX_ISR3_SB.items():
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w = words[pc // 4]
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idx = {'rd': (w >> 7) & 0x1F, 'rs1': (w >> 15) & 0x1F,
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||||||
|
'rs2': (w >> 20) & 0x1F}
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||||||
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if field == 'rd_rs1':
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cur = idx['rd']
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if idx['rs1'] != cur:
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raise SystemExit('0x%03X 的 rd/rs1 不一致' % pc)
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||||||
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else:
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cur = idx[field]
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||||||
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if cur == new:
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||||||
|
continue # 已经改过了
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if cur != old:
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||||||
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raise SystemExit('0x%03X 的 %s 不是预期的 %d（实际 %d）'
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||||||
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% (pc, field, old, cur))
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||||||
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words[pc // 4] = set_field(w, field, new)
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||||||
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fixed_sb += 1
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||||||
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||||||
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slow = disp_dly(enc_u(DELAY_NEG_HI, T2)) + disp_dly_isr(enc_u(DELAY_NEG_HI, T2))
|
||||||
|
fast = disp_dly(enc_i(DELAY_FAST_NEG, ZERO, 0, T2)) \
|
||||||
|
+ disp_dly_isr(enc_i(DELAY_FAST_NEG, ZERO, 0, T2))
|
||||||
|
return (words + slow, words + fast, plain,
|
||||||
|
(halt_sites, disp_sites, disp_pc,
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||||||
|
[i for i in disp_sites if i < ISR1_WORD], isr_sites,
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||||||
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bad_store, fixed_pops, fixed_sb))
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||||||
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||||||
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||||||
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def write_hex(path, words):
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with open(path, "w", encoding="ascii", newline="\n") as f:
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||||||
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for w in words:
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||||||
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f.write("%08X\n" % w)
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||||||
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||||||
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||||||
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def write_vh(path, words, src_name, total, note):
|
||||||
|
with open(path, "w", encoding="utf-8", newline="\n") as f:
|
||||||
|
f.write(" // 由 tools/adapt_intrupt_ccab.py 生成 —— 不要手改\n")
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||||||
|
f.write(" // source: %s（%d 字，其余地址填 NOP）\n"
|
||||||
|
% (src_name, len(words)))
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||||||
|
f.write(" // %s\n" % note)
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||||||
|
for addr in range(total):
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||||||
|
w = words[addr] if addr < len(words) else NOP
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||||||
|
f.write(" rom[%d] = 32'h%08X;\n" % (addr, w))
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||||||
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||||||
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def main():
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||||||
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if len(sys.argv) < 3:
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raise SystemExit(__doc__.strip().split("用法")[-1])
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||||||
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src, dst_vh = sys.argv[1], sys.argv[2]
|
||||||
|
dst_fast = sys.argv[3] if len(sys.argv) > 3 else None
|
||||||
|
dst_plain = sys.argv[4] if len(sys.argv) > 4 else None
|
||||||
|
|
||||||
|
words = read_hex(src)
|
||||||
|
slow, fast, plain, (halt_sites, disp_sites, disp_pc, main_sites, isr_sites,
|
||||||
|
bad_store, fixed_pops, fixed_sb) = patch(words)
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||||||
|
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||||||
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total = 1024
|
||||||
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write_vh(dst_vh, slow, src, total,
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||||||
|
"已适配：去掉 ISR 停机 ecall、显示改为 MMIO+DISP_DLY（约 10 ms）")
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||||||
|
if dst_fast:
|
||||||
|
write_hex(dst_fast, fast)
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||||||
|
if dst_plain:
|
||||||
|
write_hex(dst_plain, plain)
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||||||
|
|
||||||
|
print("适配完成：%s（原程序 %d 字 + DISP_DLY %d 字 = %d 字）"
|
||||||
|
% (dst_vh, len(words), len(slow) - len(words), len(slow)))
|
||||||
|
print(" 去掉的停机 ecall 位置：%s"
|
||||||
|
% ", ".join("0x%03X" % (4 * i) for i in halt_sites))
|
||||||
|
print(" 换成显示调用的点：主程序 %s｜ISR %s"
|
||||||
|
% (", ".join("0x%03X" % (4 * i) for i in main_sites),
|
||||||
|
", ".join("0x%03X" % (4 * i) for i in isr_sites)))
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||||||
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print(" DISP_DLY 本体：0x%03X - 0x%03X（主程序用，链接在 ra）"
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||||||
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% (disp_pc, disp_pc + 28))
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||||||
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print(" DISP_DLY_ISR 本体：0x%03X - 0x%03X（ISR 用，链接在 a0，不碰 ra）"
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||||||
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% (disp_pc + 32, disp_pc + 60))
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||||||
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print(" 修正的现场恢复顺序：%d 条" % fixed_pops)
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print(" ISR3 SB 测试改用的已保存寄存器：%d 条" % fixed_sb)
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||||||
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if bad_store:
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||||||
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print(" 顺带修正的字节写显示：%s"
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||||||
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% ", ".join("0x%03X" % (4 * i) for i in bad_store))
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||||||
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print(" 中断入口（不变）：0x0AC / 0x1E4 / 0x308")
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||||||
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if dst_fast:
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print(" 仿真快版：%s（延时约 0.6 us）" % dst_fast)
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main()
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@@ -0,0 +1,222 @@
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#!/usr/bin/env python3
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"""把课程新版中断测试（EPC 内存堆栈保护 + 附加 SLL/SB/BLTU）适配到本 CPU 上板运行。
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输入：programs/risc-v-intrupt-sllsb.hex
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课程的原始镜像（344 字，已去掉 Logisim 的 "v2.0 raw" 头）
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输出：<输出.vh> 供 cpu21_board_top.v 里 `include 的 ROM 初始化（RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM）
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[输出_adapted.hex] 可选：适配后的镜像本身（方便人工对比/仿真）
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只改 ROM 内容，不改 CPU 语义，**所有指令地址保持不变**，因此顶层的
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IRQ1/2/3_VECTOR = 0x0AC / 0x240 / 0x3E8 不用动。
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改了什么
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--------
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课程程序用 "addi a7,zero,34" + "ecall" 显示（`ecall` 的服务号 34 是原 Logisim
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电路的历史"显示"调用；本 CPU 把它保留为空操作，LED/数码管不会有任何反应）。
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这里把每条显示点**原地换成一次调用**（仍然是 2 字换 2 字）：
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* 主程序（字 0..42）： "jal ra,DISP_DLY" + "nop"
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* 三个 ISR（字 >= 43）： "add a7,a0,zero" + "jal a0,DISP_DLY_ISR"
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两个显示例程（各 8 条）追加在程序末尾（最后一条 uret 之后），所以入口地址不变。
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为什么 ISR 版不用 ra
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--------------------
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三个 ISR 的现场都保存/恢复 a7 与 a0，但**都没有保存 ra**（它们原来的显示是
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ecall，不需要 ra）。若 ISR 里用 `jal ra,...`，ra 会被写成 ISR 内部地址；恰好
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中断落在主程序 DISP_DLY 末尾的 `jalr zero,0(ra)` 上时，返回后会跳到 ISR 内部，
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一路执行到 ISR 结尾的 `csrrci zero,0x4,1`，把 MIE 永久清零（表现就是"跑一阵子
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之后拨开关再也不响应"）。所以 ISR 版把链接寄存器放 a0、显示值放 a7。
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为什么返回地址存在 sp+256
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------------------------
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本程序的 ISR 是"先加 sp 再存"的向上增长栈，一层最多 48 字节，最多嵌套 4 层共
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192 字节，所以 [sp, sp+192) 是中断随时会写到的区域。返回地址放在 sp+256（越过
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这个区域）后，中断（含嵌套）打断显示延时也破坏不了它。
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用法
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----
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py tools/adapt_intrupt_sllsb.py programs/risc-v-intrupt-sllsb.hex \
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srcs/board/risc-v-intrupt-sllsb.vh [programs/risc-v-intrupt-sllsb-adapted.hex]
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"""
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import sys
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NOP = 0x00000013
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ECALL = 0x00000073
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ZERO, RA, SP, T2, A0, A7 = 0, 1, 2, 7, 10, 17
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LED_ADDR_HI = 1 # lui a7, 1 -> a7 = 0x1000（LED_ADDR / 数码管）
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# 延时计数初值为负、向上数到 0（约 2 拍一轮）：
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# 0xFFFC0000 -> 0x40000 = 262144 轮 ≈ 52 万拍 ≈ 10 ms @50 MHz
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# @3.125 MHz（CLK_DIV_INTRUPT=32）时约 160 ms，肉眼看得很清楚
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DELAY_NEG_HI = 0xFFFC0
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LINK_SLOT = 256 # 链接寄存器保存位置，必须 > ISR 最大栈用量（4x48=192）
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ISR1_WORD = 43 # 字 43 起是三个 ISR（主程序在它之前）
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ROM_WORDS = 1024 # 与 cpu21_board_top 的 hex2vh 约定一致（ROM 深度 8192 也够）
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# ---------------------------------------------------------------- 编码
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def enc_i(imm, rs1, f3, rd, op=0x13):
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return ((imm & 0xFFF) << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12) | (rd << 7) | op
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def enc_s(imm, rs2, rs1, f3):
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||||||
|
imm &= 0xFFF
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return (((imm >> 5) << 25) | (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
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||||||
|
| ((imm & 0x1F) << 7) | 0x23)
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def enc_b(imm, rs2, rs1, f3):
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||||||
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imm &= 0x1FFF
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||||||
|
return ((((imm >> 12) & 1) << 31) | (((imm >> 5) & 0x3F) << 25)
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||||||
|
| (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
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||||||
|
| (((imm >> 1) & 0xF) << 8) | (((imm >> 11) & 1) << 7) | 0x63)
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||||||
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||||||
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||||||
|
def enc_u(imm, rd):
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||||||
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return ((imm & 0xFFFFF) << 12) | (rd << 7) | 0x37
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||||||
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||||||
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def enc_j(imm, rd):
|
||||||
|
imm &= 0x1FFFFF
|
||||||
|
return ((((imm >> 20) & 1) << 31) | (((imm >> 1) & 0x3FF) << 21)
|
||||||
|
| (((imm >> 11) & 1) << 20) | (((imm >> 12) & 0xFF) << 12)
|
||||||
|
| (rd << 7) | 0x6F)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def enc_r(f7, rs2, rs1, f3, rd):
|
||||||
|
return ((f7 << 25) | (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
|
||||||
|
| (rd << 7) | 0x33)
|
||||||
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|
||||||
|
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||||||
|
DISP_LUI = enc_u(LED_ADDR_HI, A7) # lui a7, 1
|
||||||
|
DISP_SW = enc_s(0, A0, A7, 2) # sw a0, 0(a7)
|
||||||
|
SHOW_SITE = enc_i(34, ZERO, 0, A7) # addi a7, zero, 34 <- 课程程序的"显示"点
|
||||||
|
SW_A7_0SP = enc_s(0, A7, SP, 2) # sw a7, 0(sp) <- ISR 入口第一条
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||||||
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|
||||||
|
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||||||
|
def disp_dly():
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||||||
|
"""主程序用：显示 a0，延时约 10 ms，链接在 ra（8 条）。"""
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||||||
|
return [
|
||||||
|
enc_s(LINK_SLOT, RA, SP, 2), # sw ra, 256(sp)
|
||||||
|
DISP_LUI, # lui a7, 1
|
||||||
|
DISP_SW, # sw a0, 0(a7)
|
||||||
|
enc_u(DELAY_NEG_HI, T2), # lui t2, 0xFFFC0
|
||||||
|
enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
|
||||||
|
enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
|
||||||
|
enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, RA, 0x03), # lw ra, 256(sp)
|
||||||
|
enc_i(0, RA, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, ra, 0
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def disp_dly_isr():
|
||||||
|
"""ISR 用：显示 a7，链接在 a0，完全不碰 ra（8 条）。"""
|
||||||
|
return [
|
||||||
|
enc_s(LINK_SLOT, A0, SP, 2), # sw a0, 256(sp)
|
||||||
|
enc_u(LED_ADDR_HI, A0), # lui a0, 1
|
||||||
|
enc_s(0, A7, A0, 2), # sw a7, 0(a0)
|
||||||
|
enc_u(DELAY_NEG_HI, T2), # lui t2, 0xFFFC0
|
||||||
|
enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
|
||||||
|
enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
|
||||||
|
enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, A0, 0x03), # lw a0, 256(sp)
|
||||||
|
enc_i(0, A0, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, a0, 0
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def read_hex(path):
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||||||
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words = []
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||||||
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with open(path, encoding="ascii") as f:
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||||||
|
for line in f:
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||||||
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line = line.split("//")[0].strip()
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||||||
|
if not line or line.lower().startswith("v2.0"):
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||||||
|
continue # 容忍 Logisim 的 "v2.0 raw" 头
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||||||
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words.append(int(line, 16))
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||||||
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return words
|
||||||
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||||||
|
|
||||||
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def main():
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||||||
|
if len(sys.argv) < 3:
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||||||
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raise SystemExit(__doc__)
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||||||
|
src, dst_vh = sys.argv[1], sys.argv[2]
|
||||||
|
dst_hex = sys.argv[3] if len(sys.argv) > 3 else None
|
||||||
|
|
||||||
|
w = read_hex(src)
|
||||||
|
print("源程序 %d 字" % len(w))
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||||||
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||||||
|
# ---- 自检：三个 ISR 入口必须还是 sw a7,0(sp) ----
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||||||
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entries = [i for i, x in enumerate(w) if x == SW_A7_0SP]
|
||||||
|
print("ISR 入口候选（sw a7,0(sp)）字号 = %s" % entries)
|
||||||
|
if entries != [43, 144, 250]:
|
||||||
|
print("警告：ISR 入口与预期 [43, 144, 250] 不一致，请核对顶层 IRQ_VECTOR！")
|
||||||
|
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||||||
|
# ---- 例程地址（追加在程序末尾，入口地址因此不变）----
|
||||||
|
n = len(w)
|
||||||
|
dly_addr = n * 4
|
||||||
|
dly_isr_addr = (n + 8) * 4
|
||||||
|
|
||||||
|
# ---- 逐条替换显示点 ----
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||||||
|
patched_main = patched_isr = 0
|
||||||
|
i = 0
|
||||||
|
while i < n - 1:
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||||||
|
if w[i] == SHOW_SITE and w[i + 1] == ECALL:
|
||||||
|
if i < ISR1_WORD:
|
||||||
|
w[i] = enc_j(dly_addr - i * 4, RA) # jal ra, DISP_DLY
|
||||||
|
w[i + 1] = NOP
|
||||||
|
patched_main += 1
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
w[i] = enc_r(0, 0, A0, 0, A7) # add a7, a0, zero
|
||||||
|
# 注意：jal 落在 w[i+1]，所以偏移必须按 (i+1) 算，否则会跳过例程首条
|
||||||
|
w[i + 1] = enc_j(dly_isr_addr - (i + 1) * 4, A0) # jal a0, DISP_DLY_ISR
|
||||||
|
patched_isr += 1
|
||||||
|
i += 2
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
i += 1
|
||||||
|
print("显示点替换：主程序 %d 处、ISR %d 处" % (patched_main, patched_isr))
|
||||||
|
|
||||||
|
# ---- 自检：每个显示调用的跳转目标必须正好落在例程首字 ----
|
||||||
|
def jal_target(word, addr):
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||||||
|
imm = (((word >> 31) & 1) << 20) | (((word >> 21) & 0x3FF) << 1) \
|
||||||
|
| (((word >> 20) & 1) << 11) | (((word >> 12) & 0xFF) << 12)
|
||||||
|
if imm & (1 << 20):
|
||||||
|
imm -= (1 << 21)
|
||||||
|
return addr + imm
|
||||||
|
|
||||||
|
bad = []
|
||||||
|
for i in range(n - 1):
|
||||||
|
if w[i] == enc_r(0, 0, A0, 0, A7) and (w[i + 1] & 0x7F) == 0x6F:
|
||||||
|
if jal_target(w[i + 1], (i + 1) * 4) != dly_isr_addr:
|
||||||
|
bad.append(i)
|
||||||
|
if (w[i] & 0x7F) == 0x6F and ((w[i] >> 7) & 0x1F) == RA and w[i + 1] == NOP:
|
||||||
|
if jal_target(w[i], i * 4) != dly_addr:
|
||||||
|
bad.append(i)
|
||||||
|
if bad:
|
||||||
|
raise SystemExit("自检失败：字 %s 的跳转目标不对" % bad)
|
||||||
|
print("自检通过：所有显示调用都精确跳到例程首字（DISP_DLY 0x%X / ISR 0x%X）"
|
||||||
|
% (dly_addr, dly_isr_addr))
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||||||
|
|
||||||
|
w += disp_dly() + disp_dly_isr()
|
||||||
|
print("追加 DISP_DLY @字 %d (0x%X)、DISP_DLY_ISR @字 %d (0x%X)"
|
||||||
|
% (n, dly_addr, n + 8, dly_isr_addr))
|
||||||
|
|
||||||
|
# ---- 写 .vh（与 tools/hex2vh.py 的格式一致）----
|
||||||
|
if len(w) > ROM_WORDS:
|
||||||
|
raise SystemExit("程序 %d 字，超过 %d 字上限" % (len(w), ROM_WORDS))
|
||||||
|
with open(dst_vh, "w", encoding="utf-8") as f:
|
||||||
|
f.write(" // generated by tools/adapt_intrupt_sllsb.py - do not edit by hand\n")
|
||||||
|
f.write(" // source: %s (%d words, remaining entries filled with NOP)\n"
|
||||||
|
% (src, len(w)))
|
||||||
|
for a in range(ROM_WORDS):
|
||||||
|
f.write(" rom[%d] = 32'h%08X;\n" % (a, w[a] if a < len(w) else NOP))
|
||||||
|
print("已生成 %s（%d 个字）" % (dst_vh, ROM_WORDS))
|
||||||
|
|
||||||
|
if dst_hex:
|
||||||
|
with open(dst_hex, "w", encoding="ascii") as f:
|
||||||
|
for x in w:
|
||||||
|
f.write("%08X\n" % x)
|
||||||
|
print("已生成 %s（适配后的镜像）" % dst_hex)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
main()
|
||||||
@@ -11,13 +11,19 @@
|
|||||||
# WHAT IT CHECKS
|
# WHAT IT CHECKS
|
||||||
# 1) a line inside .v/.vh/.xdc that has non-ASCII characters *outside* a comment
|
# 1) a line inside .v/.vh/.xdc that has non-ASCII characters *outside* a comment
|
||||||
# (i.e. real code position) -> corruption;
|
# (i.e. real code position) -> corruption;
|
||||||
# 2) a line that looks like pasted prose/markdown (leading "|", "**", or a line
|
# 2) a line that looks like pasted prose/markdown (leading "|", "**", or a bare
|
||||||
# that is bare text after `endmodule`).
|
# "#" that is NOT a Verilog delay/parameter override: #10, #(expr), #delay are
|
||||||
|
# legal Verilog, so only "#" followed by something else (space, CJK...) is flagged).
|
||||||
#
|
#
|
||||||
# USAGE (from the repository root or from pipelined-cpu/):
|
# USAGE (from the repository root or from pipelined-cpu/):
|
||||||
# powershell -ExecutionPolicy Bypass -File pipelined-cpu\tools\check_rtl_text.ps1
|
# powershell -ExecutionPolicy Bypass -File pipelined-cpu\tools\check_rtl_text.ps1
|
||||||
# Exit code 0 = clean, 1 = found something.
|
# Exit code 0 = clean, 1 = found something.
|
||||||
# =============================================================================
|
# =============================================================================
|
||||||
|
param(
|
||||||
|
# -Fix: 自动删除"整行都是粘贴进来的正文"的坏行（保守：只删不含 ; ( ) = 等代码标点的整行）。
|
||||||
|
# 被部分覆盖的行（例如某个端口行被改坏）只报告，需手工或 git 修。
|
||||||
|
[switch]$Fix
|
||||||
|
)
|
||||||
$ErrorActionPreference = 'Stop'
|
$ErrorActionPreference = 'Stop'
|
||||||
|
|
||||||
$srcs = Join-Path (Split-Path -Parent $PSScriptRoot) 'srcs'
|
$srcs = Join-Path (Split-Path -Parent $PSScriptRoot) 'srcs'
|
||||||
@@ -28,42 +34,58 @@ $files = Get-ChildItem -Recurse -Path $srcs -Include *.v, *.vh, *.xdc -File
|
|||||||
|
|
||||||
foreach ($f in $files) {
|
foreach ($f in $files) {
|
||||||
$rel = $f.FullName.Substring($srcs.Length).TrimStart('\', '/')
|
$rel = $f.FullName.Substring($srcs.Length).TrimStart('\', '/')
|
||||||
$lines = @(Get-Content -LiteralPath $f.FullName)
|
# 用 .NET 按 UTF-8 读原始字节：PS 5.1 的 Get-Content 会按 GBK 解码，中文会乱。
|
||||||
$inBlockComment = $false
|
# 按行切开时保留行尾（\r\n / \n），写回时逐字节保持原样，不归一化换行/编码/BOM。
|
||||||
|
$bytes = [System.IO.File]::ReadAllBytes($f.FullName)
|
||||||
|
$text = [System.Text.Encoding]::UTF8.GetString($bytes)
|
||||||
|
$lines = @([regex]::Split($text, "(?<=\n)"))
|
||||||
|
$drop = @()
|
||||||
|
|
||||||
for ($i = 0; $i -lt $lines.Count; $i++) {
|
for ($i = 0; $i -lt $lines.Count; $i++) {
|
||||||
$line = $lines[$i]
|
$line = $lines[$i].TrimEnd("`r", "`n")
|
||||||
$lineNo = $i + 1
|
$lineNo = $i + 1
|
||||||
|
|
||||||
# ---- strip comments so we only look at code positions ----
|
# ---- 只去掉 // (或 .xdc 的 #) 之后的部分，其余按代码位置检查 ----
|
||||||
|
# 注意：这里不处理 /* */ 块注释（srcs 里没有块注释，之前因此漏报过坏行）
|
||||||
$code = $line
|
$code = $line
|
||||||
if ($f.Extension -eq '.xdc') {
|
if ($f.Extension -eq '.xdc') {
|
||||||
$h = $code.IndexOf('#'); if ($h -ge 0) { $code = $code.Substring(0, $h) }
|
$h = $code.IndexOf('#'); if ($h -ge 0) { $code = $code.Substring(0, $h) }
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
else {
|
||||||
$c = $code.IndexOf('//'); if ($c -ge 0) { $code = $code.Substring(0, $c) }
|
$c = $code.IndexOf('//'); if ($c -ge 0) { $code = $code.Substring(0, $c) }
|
||||||
if ($inBlockComment) { $code = '' }
|
|
||||||
if ($line -match '/\*') { $inBlockComment = $true }
|
|
||||||
if ($line -match '\*/') { $inBlockComment = $false }
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
# 字符串字面量里的中文是合法的（如 $display("中文")），先去掉再判断
|
||||||
|
$code = $code -replace '"[^"]*"', '""'
|
||||||
|
|
||||||
$trim = $line.Trim()
|
$trim = $line.Trim()
|
||||||
|
|
||||||
# ---- check 1: non-ASCII in code position ----
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# ---- check 1: non-ASCII in code position ----
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if ($code -match '[^\x00-\x7F]') {
|
if ($code -match '[^\x00-\x7F]') {
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||||||
Write-Output ("!! $rel`:$lineNo non-ASCII text in code position:")
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# 整行只有正文（不含 ; ( ) = ` ' " 之类代码标点）⇒ 可以安全整行删掉
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$onlyProse = ($trim -notmatch '[;()=`''"]')
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$tag = if ($onlyProse) { ' [整行正文，可用 -Fix 删掉]' } else { ' [部分覆盖，需手工/git 修]' }
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||||||
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Write-Output ("!! $rel`:$lineNo non-ASCII text in code position${tag}:")
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Write-Output (" " + $trim)
|
Write-Output (" " + $trim)
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||||||
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if ($Fix -and $onlyProse) { $drop += $i }
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$bad++
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$bad++
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||||||
continue
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continue
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||||||
}
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}
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||||||
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# ---- check 2: pasted prose / markdown leftovers ----
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# ---- check 2: pasted prose / markdown leftovers ----
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if ($trim -match '^\||^\*\*|^#[^0-9#]' -and $f.Extension -ne '.xdc') {
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# 注意：.v/.vh 里 "#" 是合法的延时语法（#10 / #(expr) / #delay），
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# 只有 "#" 后面跟着空格/中文等非代码字符才当成注释残留。
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if ($trim -match '^\||^\*\*|^#[^0-9(A-Za-z_]' -and $f.Extension -ne '.xdc') {
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Write-Output ("!! $rel`:$lineNo looks like pasted prose:")
|
Write-Output ("!! $rel`:$lineNo looks like pasted prose:")
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Write-Output (" " + $trim)
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Write-Output (" " + $trim)
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$bad++
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$bad++
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||||||
}
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}
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}
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}
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if ($Fix -and $drop.Count -gt 0) {
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$kept = for ($i = 0; $i -lt $lines.Count; $i++) { if ($drop -notcontains $i) { $lines[$i] } }
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[System.IO.File]::WriteAllText($f.FullName, ($kept -join ''), (New-Object System.Text.UTF8Encoding($false)))
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Write-Output (" -Fix: 已从 $rel 删除 " + $drop.Count + " 行（编码/换行保持不变），请重跑自检确认")
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}
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}
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}
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Write-Output ""
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Write-Output ""
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@@ -73,5 +95,7 @@ if ($bad -eq 0) {
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exit 0
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exit 0
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}
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}
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||||||
Write-Output ("RTL text check: FAILED, " + $bad + " suspicious line(s) - fix them before synthesis.")
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Write-Output ("RTL text check: FAILED, " + $bad + " suspicious line(s) - fix them before synthesis.")
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Write-Output "Hint: such lines are usually injected by an editor/tool; remove them, then re-run this script."
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Write-Output "Hint1: 这类行通常是编辑器/工具粘贴进来的正文；整行正文可以用 -Fix 删掉："
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Write-Output " powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\check_rtl_text.ps1 -Fix"
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Write-Output "Hint2: 若报的是 [部分覆盖]，对照 git diff 手工修（被编辑器保存覆盖时，先关掉那个标签页再改）。"
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exit 1
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exit 1
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@@ -0,0 +1,145 @@
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# =============================================================================
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# play_saolei.tcl —— 没有 VGA 显示器时，在 xsim 命令行里"玩"扫雷
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#
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# 用法（建议用 source -encoding utf-8 加载本文件，否则 xsim 默认按 GBK 读，中文注释会乱）：
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# cd <某个空目录，例如 _tmp/saolei_sim>
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# xvlog -d SAOLEI_ROM -i <pipelined-cpu/srcs/board> -i <pipelined-cpu/srcs/rtl> \
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# <pipelined-cpu/srcs/rtl/*.v> <pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v> \
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# <pipelined-cpu/srcs/tb/tb_saolei_play.v>
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# xelab -d SAOLEI_ROM -top tb_saolei_play -snapshot saolei_play
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# xsim saolei_play -tclbatch <本脚本绝对路径>
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#
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# 然后在 xsim 提示符下敲命令（一个字母就是一步，会立刻重画棋盘）：
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# k c 左键点击（= 板上 BTNC）
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# k u / k d / k l / k r 光标 上/下/左/右（也认 w s a d）
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# k f 插旗模式点击（点一下插旗，再点取消；= 按住 SW3 再点）
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# k p 只切换插旗模式开关（不点击）
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# k z 复位（等于重新上电，回到开始界面）
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# k uucc 可以连写：上、上、点、点
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# shot 不按键，只重画一遍当前画面 + 存一张 PNG
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# view 用系统看图器打开最新那张 PNG
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# help 键位说明
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#
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# 截图：k 每执行**一个**按键动作就自动存一张 PNG 到 shots/NNN_<按键>.png
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# （可以直接放进报告），同时覆盖 shots/latest.png。
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# 在 VS Code 里打开 shots/latest.png，每次操作后它都会自动刷新 —— 这就是
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# "每一步都能看到 PNG" 的用法。
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#
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# 原理：k 把字符写进 cmd.txt；tb_saolei_play 每 100 us 仿真时间轮询一次并执行按键，
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# 同时每 1 ms 把显存 dump 到 now.txt；k 再调 fb2png.py --term 把画面画到终端。
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# 仿真速度大约是 1 ms 仿真时间 = 0.5 s 墙钟，所以每步等 1~2 秒，比真实慢很多，
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# 但足够用来验证"这个程序真的能玩"。
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set script_dir [file dirname [file normalize [info script]]]
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set fb2png [file normalize [file join $script_dir .. .. saolei tools fb2png.py]]
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# 找系统 Python：xsim 的 PATH 里带着 Vivado 自带的 python3.8，直接 exec py 会撞上它
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# （SRE module mismatch），所以用绝对路径优先。
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proc find_python {} {
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foreach ver {314 313 312 311 310} {
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set c [file join $::env(LOCALAPPDATA) Programs Python "Python$ver" python.exe]
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if {[file exists $c]} { return $c }
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}
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return "py"
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}
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set python [find_python]
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# xsim 的进程环境里带着 Vivado 的 PYTHONHOME，会让**系统 python** 也去 Vivado 的
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# lib 里找模块（SRE module mismatch）。清掉它，子进程才不会继承。
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catch { unset ::env(PYTHONHOME) }
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catch { unset ::env(PYTHONPATH) }
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puts " (python: $python)"
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# 按键字符 -> 人类可读的动作（只用于回显）
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array set KEYNAME {
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c "左键点击" u "上" w "上" d "下" s "下"
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l "左" a "左" r "右"
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f "插旗点击" p "切插旗开关" g "go 键" z "复位"
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}
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# 每次只把一个字符写进 cmd.txt（TB 每 100 us 读走一个，读完就清空）
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proc send_char {c} {
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set fh [open "cmd.txt" "w"]
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puts -nonewline $fh $c
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close $fh
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}
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# 先确保 cmd.txt 存在，否则 TB 每 100 us 都会刷一条 could not be opened 警告
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if {![file exists "cmd.txt"]} {
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set fh [open "cmd.txt" "w"]
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close $fh
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}
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# 把 now.txt 渲染到终端（ANSI 彩色棋盘）
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proc render {} {
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global fb2png python
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if {![file exists "now.txt"]} {
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puts " (now.txt not ready yet - run a bit first)"
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return
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}
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if {[catch { exec $python $fb2png --term now.txt >@stdout 2>@stderr } err]} {
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puts " render failed: $err"
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puts " try manually: py \"$fb2png\" --term now.txt"
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}
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}
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proc help {} {
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puts " ---------------- SAOLEI controls (type at the xsim prompt) ----------------"
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puts " k c left click (board BTNC)"
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puts " k u/d/l/r move cursor up/down/left/right (w/s/a/d work too)"
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puts " k f click in flag mode k p toggle flag switch only"
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puts " k z reset k uucc several actions at once"
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puts " shot redraw+screenshot view open latest PNG"
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puts " help this text quit exit"
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puts " every key saved one PNG: shots/NNN_<key>.png and shots/latest.png"
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puts " ---------------------------------------------------------------------------"
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}
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# ---- every step saves one PNG: shots/001_c.png ... plus shots/latest.png ----
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set shot_dir "shots"
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file mkdir $shot_dir
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set shot_n 0
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proc save_shot {tag} {
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global fb2png shot_dir python
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if {![file exists "now.txt"]} { return }
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incr ::shot_n
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set name [format "%s/%03d_%s.png" $shot_dir $::shot_n $tag]
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if {[catch { exec $python $fb2png --quiet now.txt $name } err]} {
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|
puts " (screenshot failed: $err)"
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return
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}
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catch { file copy -force $name "$shot_dir/latest.png" }
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puts " png -> $name"
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}
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proc view {} {
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global shot_dir
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set f [file normalize "$shot_dir/latest.png"]
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if {![file exists $f]} { puts " (no screenshot yet)"; return }
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catch { exec cmd /c start "" $f }
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}
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# one step: send the key -> advance simulation -> save PNG -> redraw
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proc k {keys} {
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set s [string map {" " "c"} [string tolower $keys]]
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foreach ch [split $s ""] {
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if {[string length $ch] == 0} { continue }
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puts " >> $ch"
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send_char $ch
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run 1500 us
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save_shot $ch
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}
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||||||
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render
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}
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||||||
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proc shot {} {
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||||||
|
save_shot "shot"
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||||||
|
render
|
||||||
|
}
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||||||
|
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# ---- opening: run a little so the start screen is drawn, then show it ----
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|
help
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||||||
|
puts "booting... (init + draw start screen)"
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run 3 ms
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render
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+51
-29
@@ -19,7 +19,8 @@ saolei/
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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）、
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|
`srcs/board/cpu21_board_top.v`（上板顶层）。
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||||||
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---
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---
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@@ -126,13 +127,14 @@ powershell -ExecutionPolicy Bypass -File tools\build.ps1
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| `0x0000_1004` | 七段数码管：8 位十六进制数（低 4 位 = 最右） |
|
| `0x0000_1004` | 七段数码管：8 位十六进制数（低 4 位 = 最右） |
|
||||||
| `0x0000_1100+` | 鼠标：STATUS / DATA / ACK / CTRL / INPUT / TIME / FRAME / EVCNT / LEVEL / MAGIC |
|
| `0x0000_1100+` | 鼠标：STATUS / DATA / ACK / CTRL / INPUT / TIME / FRAME / EVCNT / LEVEL / MAGIC |
|
||||||
| `0x0000_1140+` | 显示控制器：CTRL（光标可见、背景色）/ CURSOR（列、行）/ MAGIC |
|
| `0x0000_1140+` | 显示控制器：CTRL（光标可见、背景色）/ CURSOR（列、行）/ MAGIC |
|
||||||
| `0x0000_2000-0x27FF` | 显存：40 列 × 30 行、每格 1 字节（只用到前 1200 字节） |
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| `0x0000_2000-0x2FFF` | 显存：40 列 × 30 行、每格 2 字节（共 2400 字节） |
|
||||||
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|
||||||
`LEVEL` 是**软件中断**寄存器：写 1 拉起 `irq_i[1]`（关卡入口），关卡返回前写 0 清掉，
|
`LEVEL` 是**软件中断**寄存器：写 1 拉起 `irq_i[1]`（关卡入口），关卡返回前写 0 清掉，
|
||||||
否则下次点"开始"没有新的上升沿。`MAGIC`（`0xCAFE0001/2`）可以读来自检 MMIO 是否活着。
|
否则下次点"开始"没有新的上升沿。`MAGIC`（`0xCAFE0001/2`）可以读来自检 MMIO 是否活着。
|
||||||
|
|
||||||
格子编码 1 字节 = `[3:0] 字形 [6:4] 颜色 [7] 保留`；字形 0 空白、1..8 数字、9 未揭开、
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格子编码为两个字节：第一个字节低 6 位是字形编号，第二个字节低 3 位是颜色；字形 0 空白、
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||||||
10 旗、11 雷、12 爆炸、13 问号、14 横线、15 实心；颜色是 3 位调色板。
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1..8 数字、9 未揭开、10 旗、11 雷、12 爆炸、13 问号、14 横线、15 实心、16..41 为 A-Z；
|
||||||
|
颜色是 3 位调色板。
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||||||
## 5. 怎么跑起来
|
## 5. 怎么跑起来
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||||||
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@@ -147,38 +149,58 @@ copy build\saolei.hex <仓库>\pipelined-cpu\srcs\rom\saolei.hex
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|||||||
`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）：
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||||||
| 操作 | 按键 |
|
| 操作 | 板载按键 | PS/2 设备（SW15 选） |
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||||||
| ------------------------------------ | --------------------------------------- |
|
| ------------------------------------ | ------------------------------------- | ------------------------------------- |
|
||||||
| 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）。
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||||||
|
USB 鼠标在这个核上不现实（协议栈放不下）。
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||||||
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|
||||||
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**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
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||||||
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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”，
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||||||
|
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
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||||||
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`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”
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|
的用例。
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## 6. 验证状态（说实话）
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## 6. 验证状态（说实话）
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| 部分 | 状态 |
|
| 部分 | 状态 |
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| ------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------------------------------------------------------- |
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| ------------------------------------------------------------------------------------ | -------------------------------------------------------------------------------- |
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| C 工具链链路 | **已实测**：编译/链接/ISA 检查/hex 生成/入口地址逐条核对 全部通过 |
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| 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** |
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| `saolei.c` / `isr.c` / `start.c` / `linker.ld` | 逻辑对着 RTL 写；**未在仿真器/硬件上跑过** |
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| 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） |
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| `cpu21_mmio.v` 扩展、`cpu21_vga.v`、`cpu21_seg7.v`、`cpu21_pointer.v`、板级顶层、XDC | **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 |
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| `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 |
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| 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 |
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| 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 |
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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
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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
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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、
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PASS；② 定义 `SAOLEI_ROM` 跑行为仿真（`tb_saolei` 会自动打完一局并 dump 显存）；
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按键后有没有跳进 `0x200`；③ 再上板。
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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
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桥接芯片到底有没有转发你插的那个设备。
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## 7. 已知可改进项
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## 7. 已知可改进项
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- **屏幕上没有字母**：字模是 4 位字形（0-15），所以"开始"是绿色按钮条 + 光标框而不是
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- **难度**：已按微软扫雷做成三档 —— `EASY` 9×9/10 雷、`NORMAL` 16×16/40 雷、
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"START" 字样。要显示文字就把格子编码扩成 5 位字形（`mmio.h` 的 `CELL()` 与
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`HARD` 30×16/99 雷。盘面尺寸是**运行期变量**（`g_bw/g_bh/g_mines/g_ncells`），
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||||||
`cpu21_vga.v` 的字模表各改一处，颜色降到 3 位）。
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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。
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||||||
- 棋盘固定 16×16、40 雷（16 是 2 的幂，索引全用移位，一次除法都不用）；要改大小就改
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再想更大就要动 `bfs_q` 的打包方式（数据 RAM 只有 4 KB）。
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||||||
`saolei.c` 顶部的 `BW/BH/NMINES`。
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- **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
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- `run_regress.ps1` 里还没有扫雷的自动测试项。
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（±8 = 一格），键鼠用 SW15 切换（见上文“操作”）。
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- **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
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||||||
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符号字模，开始界面显示 `MINES`、`EASY`、`NORMAL`、`HARD`、`START`。注意**字符颜色
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不能取黑色**（黑字画在黑背景上等于看不见）。
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||||||
|
- 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
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`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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+35
-7
@@ -24,7 +24,7 @@
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* 0x0000_1140 + 0x00 DISP_CTRL [0] 光标可见 [6:4] 背景色
|
* 0x0000_1140 + 0x00 DISP_CTRL [0] 光标可见 [6:4] 背景色
|
||||||
* 0x0000_1140 + 0x04 DISP_CURSOR [5:0] 列 [13:8] 行
|
* 0x0000_1140 + 0x04 DISP_CURSOR [5:0] 列 [13:8] 行
|
||||||
* 0x0000_1140 + 0x08 DISP_MAGIC 0xCAFE0001
|
* 0x0000_1140 + 0x08 DISP_MAGIC 0xCAFE0001
|
||||||
* 0x0000_2000 - 0x0000_27FF 显存：40 列 x 30 行，每格 1 字节，共 1200 字节
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* 0x0000_2000 - 0x0000_2FFF 显存：40 列 x 30 行，每格 2 字节，共 2400 字节
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||||||
*
|
*
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||||||
* 鼠标事件单位：1/8 格（按键一次 = 8 = 移动一格；PS/2 鼠标用原始计数）。
|
* 鼠标事件单位：1/8 格（按键一次 = 8 = 移动一格；PS/2 鼠标用原始计数）。
|
||||||
* 左键点击 -> 事件的 btn 位 0 置 1；右键（PS/2）-> 位 1。
|
* 左键点击 -> 事件的 btn 位 0 置 1；右键（PS/2）-> 位 1。
|
||||||
@@ -69,13 +69,15 @@
|
|||||||
#define REG_R(a) (*(volatile unsigned *)((unsigned)(a)))
|
#define REG_R(a) (*(volatile unsigned *)((unsigned)(a)))
|
||||||
#define REG_W(a) (*(volatile unsigned *)((unsigned)(a)))
|
#define REG_W(a) (*(volatile unsigned *)((unsigned)(a)))
|
||||||
|
|
||||||
/* 显存按字节写（只能 sb，不能 lb —— 这颗核没有 lb/lbu） */
|
/* 显存按字节写（只能 sb，不能 lb —— 这颗核没有 lb/lbu）。每个格子占两个字节。 */
|
||||||
static inline void fb_write(unsigned idx, unsigned val)
|
static inline void fb_write_cell(unsigned idx, unsigned glyph, unsigned color)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
*(volatile unsigned char *)(FB_BASE + idx) = (unsigned char)(val & 0xFFu);
|
unsigned addr = FB_BASE + (idx << 1);
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||||||
|
*(volatile unsigned char *)addr = (unsigned char)(glyph & 0x3Fu);
|
||||||
|
*(volatile unsigned char *)(addr + 1u) = (unsigned char)(color & 0x07u);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* ---- 格子编码：1 字节 = [3:0] 字形 [6:4] 颜色 [7] 保留 ---- */
|
/* ---- 格子编码：两个字节 = 字形[5:0] + 颜色[2:0] ---- */
|
||||||
#define G_BLANK 0u /* 空 */
|
#define G_BLANK 0u /* 空 */
|
||||||
#define G_N1 1u /* 数字 1..8 = 1..8 */
|
#define G_N1 1u /* 数字 1..8 = 1..8 */
|
||||||
#define G_COVER 9u /* 未揭开 */
|
#define G_COVER 9u /* 未揭开 */
|
||||||
@@ -86,6 +88,34 @@ static inline void fb_write(unsigned idx, unsigned val)
|
|||||||
#define G_BAR 14u /* 横线 */
|
#define G_BAR 14u /* 横线 */
|
||||||
#define G_SOLID 15u /* 实心 */
|
#define G_SOLID 15u /* 实心 */
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 大写字母字形编号 16..41，供菜单文字使用。 */
|
||||||
|
#define G_A 16u
|
||||||
|
#define G_B 17u
|
||||||
|
#define G_C 18u
|
||||||
|
#define G_D 19u
|
||||||
|
#define G_E 20u
|
||||||
|
#define G_F 21u
|
||||||
|
#define G_G 22u
|
||||||
|
#define G_H 23u
|
||||||
|
#define G_I 24u
|
||||||
|
#define G_J 25u
|
||||||
|
#define G_K 26u
|
||||||
|
#define G_L 27u
|
||||||
|
#define G_M 28u
|
||||||
|
#define G_N 29u
|
||||||
|
#define G_O 30u
|
||||||
|
#define G_P 31u
|
||||||
|
#define G_Q 32u
|
||||||
|
#define G_R 33u
|
||||||
|
#define G_S 34u
|
||||||
|
#define G_T 35u
|
||||||
|
#define G_U 36u
|
||||||
|
#define G_V 37u
|
||||||
|
#define G_W 38u
|
||||||
|
#define G_X 39u
|
||||||
|
#define G_Y 40u
|
||||||
|
#define G_Z 41u
|
||||||
|
|
||||||
#define C_BLACK 0u
|
#define C_BLACK 0u
|
||||||
#define C_BLUE 1u
|
#define C_BLUE 1u
|
||||||
#define C_GREEN 2u
|
#define C_GREEN 2u
|
||||||
@@ -95,8 +125,6 @@ static inline void fb_write(unsigned idx, unsigned val)
|
|||||||
#define C_YELLOW 6u
|
#define C_YELLOW 6u
|
||||||
#define C_GRAY 7u
|
#define C_GRAY 7u
|
||||||
|
|
||||||
#define CELL(g, c) ((unsigned)((g) | ((c) << 4)))
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---- 软件事件环形队列：中断服务程序（isr.c）生产，主循环（saolei.c）消费 ---- */
|
/* ---- 软件事件环形队列：中断服务程序（isr.c）生产，主循环（saolei.c）消费 ---- */
|
||||||
#define EVQ_SIZE 64u
|
#define EVQ_SIZE 64u
|
||||||
#define EVQ_MASK (EVQ_SIZE - 1u)
|
#define EVQ_MASK (EVQ_SIZE - 1u)
|
||||||
|
|||||||
+192
-85
@@ -1,7 +1,7 @@
|
|||||||
/* -----------------------------------------------------------------------------
|
/* -----------------------------------------------------------------------------
|
||||||
* saolei.c —— 纯 C 扫雷（RV32IM 子集：只用这颗核实现了的指令）
|
* saolei.c —— 纯 C 扫雷（RV32IM 子集：只用这颗核实现了的指令）
|
||||||
*
|
*
|
||||||
* 显示：把每个格子写成显存里的 1 个字节（MMIO 0x2000 起）
|
* 显示：把每个格子写成显存里的 2 个字节（MMIO 0x2000 起）
|
||||||
* 输入：鼠标事件（中断驱动）——中断里搬到软件队列，主循环在下面处理
|
* 输入：鼠标事件（中断驱动）——中断里搬到软件队列，主循环在下面处理
|
||||||
*
|
*
|
||||||
* 针对这颗 CPU 的硬约束（很重要，改代码时别踩）：
|
* 针对这颗 CPU 的硬约束（很重要，改代码时别踩）：
|
||||||
@@ -13,19 +13,29 @@
|
|||||||
* 所以本文件所有索引运算都用"2 的幂 + 移位/掩码"，一次除法都不用。
|
* 所以本文件所有索引运算都用"2 的幂 + 移位/掩码"，一次除法都不用。
|
||||||
* 4) 没有 fence/ebreak 等；中断返回是 uret（在 isr.c 里）。
|
* 4) 没有 fence/ebreak 等；中断返回是 uret（在 isr.c 里）。
|
||||||
*
|
*
|
||||||
* 棋盘：16 x 16，40 颗雷（16 是 2 的幂 => 索引全用移位，颜色/字形查表也不用除法）
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* 棋盘：16 x 16，雷数可选 20/40/60（16 是 2 的幂 => 索引全用移位）
|
||||||
* 网格：40 列 x 30 行，棋盘居中放在 (行 7..22, 列 12..27)
|
* 网格：40 列 x 30 行，棋盘居中放在 (行 7..22, 列 12..27)
|
||||||
* ---------------------------------------------------------------------------*/
|
* ---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
#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 NMINES 40u
|
#define BH_MAX 16u /* 最大棋盘高 */
|
||||||
#define BM_WORDS (NCELLS / 32u) /* 8 */
|
#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
|
||||||
@@ -33,19 +43,22 @@
|
|||||||
#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;
|
||||||
static unsigned flags_cnt;
|
static unsigned flags_cnt;
|
||||||
static unsigned g_state;
|
static unsigned g_state;
|
||||||
static unsigned g_first_done;
|
static unsigned g_first_done;
|
||||||
|
static unsigned g_mines;
|
||||||
|
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 ============================ */
|
||||||
|
|
||||||
@@ -67,13 +80,13 @@ static void bclr(unsigned *bm, unsigned i)
|
|||||||
|
|
||||||
static void draw_cell(unsigned gr, unsigned gc, unsigned glyph, unsigned color)
|
static void draw_cell(unsigned gr, unsigned gc, unsigned glyph, unsigned color)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
fb_write(gr * GRID_COLS + gc, CELL(glyph, color));
|
fb_write_cell(gr * GRID_COLS + gc, glyph, 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)
|
||||||
@@ -95,20 +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 */
|
||||||
@@ -118,6 +131,34 @@ static unsigned rnd_next(void)
|
|||||||
return rnd_state >> 16;
|
return rnd_state >> 16;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 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)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
g_difficulty = difficulty;
|
||||||
|
if (difficulty == 0u) /* 初级：9x9，10 雷 */
|
||||||
|
{
|
||||||
|
g_bw = 9u;
|
||||||
|
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 ============================ */
|
||||||
|
|
||||||
static void clear_screen(void)
|
static void clear_screen(void)
|
||||||
@@ -125,31 +166,31 @@ static void clear_screen(void)
|
|||||||
unsigned i;
|
unsigned i;
|
||||||
for (i = 0u; i < (GRID_COLS * GRID_ROWS); i = i + 1u)
|
for (i = 0u; i < (GRID_COLS * GRID_ROWS); i = i + 1u)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
fb_write(i, 0u);
|
fb_write_cell(i, G_BLANK, C_BLACK);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
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);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -158,7 +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)
|
||||||
@@ -170,11 +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)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -182,7 +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;
|
||||||
@@ -191,17 +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);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -212,11 +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;
|
||||||
@@ -226,7 +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;
|
||||||
@@ -236,8 +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)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -250,27 +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;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -278,21 +327,21 @@ static void reveal_at(unsigned i)
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (opened_cnt == (NCELLS - NMINES))
|
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 < NMINES)
|
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)))
|
||||||
@@ -332,8 +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))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -347,7 +396,7 @@ static void toggle_flag(void)
|
|||||||
flags_cnt = flags_cnt + 1u;
|
flags_cnt = flags_cnt + 1u;
|
||||||
draw_tile(r, c, G_FLAG, C_YELLOW);
|
draw_tile(r, c, G_FLAG, C_YELLOW);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
REG_W(LED_ADDR) = NMINES - flags_cnt;
|
REG_W(LED_ADDR) = g_mines - flags_cnt;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* ============================ 鼠标事件 ============================ */
|
/* ============================ 鼠标事件 ============================ */
|
||||||
@@ -358,14 +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;
|
||||||
@@ -385,6 +434,11 @@ static unsigned g_exit; /* 关卡内请求返回 */
|
|||||||
#define START_R 20u
|
#define START_R 20u
|
||||||
#define START_C0 17u
|
#define START_C0 17u
|
||||||
#define START_C1 22u
|
#define START_C1 22u
|
||||||
|
#define DIFF_EASY_R 14u
|
||||||
|
#define DIFF_NORMAL_R 16u
|
||||||
|
#define DIFF_HARD_R 18u
|
||||||
|
|
||||||
|
static void draw_start_screen(void);
|
||||||
|
|
||||||
/* 背景用：光标可以在整个画面上移动 */
|
/* 背景用：光标可以在整个画面上移动 */
|
||||||
static void move_cursor_screen(int dr, int dc)
|
static void move_cursor_screen(int dr, int dc)
|
||||||
@@ -420,6 +474,24 @@ static void handle_event(unsigned ev)
|
|||||||
{ /* 左键 */
|
{ /* 左键 */
|
||||||
if (g_in_level == 0u)
|
if (g_in_level == 0u)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
if (cur_r == DIFF_EASY_R)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
set_difficulty(0u);
|
||||||
|
draw_start_screen();
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (cur_r == DIFF_NORMAL_R)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
set_difficulty(1u);
|
||||||
|
draw_start_screen();
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (cur_r == DIFF_HARD_R)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
set_difficulty(2u);
|
||||||
|
draw_start_screen();
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
/* 背景：点到"开始"按钮 -> 拉起软件中断，跳到 IRQ1 里的关卡程序 */
|
/* 背景：点到"开始"按钮 -> 拉起软件中断，跳到 IRQ1 里的关卡程序 */
|
||||||
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))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -427,7 +499,7 @@ static void handle_event(unsigned ev)
|
|||||||
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 */
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -490,24 +562,58 @@ static void handle_event(unsigned ev)
|
|||||||
* ========================================================================== */
|
* ========================================================================== */
|
||||||
static void draw_start_screen(void)
|
static void draw_start_screen(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
unsigned i;
|
unsigned i, selected_color;
|
||||||
|
|
||||||
clear_screen();
|
clear_screen();
|
||||||
|
|
||||||
/* 标题区：两排雷图案，纯图形（字模里没有字母；要显示文字就得扩字模，见 README） */
|
/* 标题和难度菜单使用 RTL 字模中的大写字母。 */
|
||||||
for (i = 0u; i < 6u; i = i + 1u)
|
draw_cell(6u, 18u, G_M, C_RED);
|
||||||
{
|
draw_cell(6u, 19u, G_I, C_RED);
|
||||||
draw_cell(6u, 15u + i * 2u, G_MINE, C_RED);
|
draw_cell(6u, 20u, G_N, C_RED);
|
||||||
draw_cell(8u, 15u + i * 2u, G_MINE, C_RED);
|
draw_cell(6u, 21u, G_E, C_RED);
|
||||||
}
|
draw_cell(6u, 22u, G_S, C_RED);
|
||||||
|
|
||||||
/* "开始"按钮：绿色实心条，上下各一条黄线框住它 */
|
selected_color = C_YELLOW;
|
||||||
|
if (g_difficulty != 0u)
|
||||||
|
selected_color = C_GRAY;
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_EASY_R, 18u, G_E, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_EASY_R, 19u, G_A, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_EASY_R, 20u, G_S, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_EASY_R, 21u, G_Y, selected_color);
|
||||||
|
|
||||||
|
selected_color = C_YELLOW;
|
||||||
|
if (g_difficulty != 1u)
|
||||||
|
selected_color = C_GRAY;
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 16u, G_N, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 17u, G_O, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 18u, G_R, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 19u, G_M, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 20u, G_A, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_NORMAL_R, 21u, G_L, selected_color);
|
||||||
|
|
||||||
|
selected_color = C_YELLOW;
|
||||||
|
if (g_difficulty != 2u)
|
||||||
|
selected_color = C_GRAY;
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_HARD_R, 18u, G_H, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_HARD_R, 19u, G_A, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_HARD_R, 20u, G_R, selected_color);
|
||||||
|
draw_cell(DIFF_HARD_R, 21u, G_D, selected_color);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* "START" 按钮：绿色实心条，上下各一条黄线框住它。 */
|
||||||
for (i = START_C0; i <= START_C1; i = i + 1u)
|
for (i = START_C0; i <= START_C1; i = i + 1u)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
draw_cell(START_R - 1u, i, G_BAR, C_YELLOW);
|
draw_cell(START_R - 1u, i, G_BAR, C_YELLOW);
|
||||||
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);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
/* 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，
|
||||||
|
* 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。
|
||||||
|
* 这里用黄色：黑底黄字，和上下的黄线框也更呼应。 */
|
||||||
|
draw_cell(START_R, 17u, G_S, C_YELLOW);
|
||||||
|
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)
|
||||||
@@ -533,19 +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;
|
||||||
@@ -554,17 +660,17 @@ 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_BLUE);
|
set_bg(C_BLACK);
|
||||||
update_cursor_reg();
|
update_cursor_reg();
|
||||||
REG_W(LED_ADDR) = NMINES;
|
REG_W(LED_ADDR) = g_mines;
|
||||||
REG_W(REG_SEG) = NMINES; /* 数码管显示剩余雷数 */
|
REG_W(REG_SEG) = g_mines; /* 数码管显示剩余雷数 */
|
||||||
|
|
||||||
/* ---- 关卡主循环 ---- */
|
/* ---- 关卡主循环 ---- */
|
||||||
while (g_exit == 0u)
|
while (g_exit == 0u)
|
||||||
@@ -595,7 +701,7 @@ void level_main(void)
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
set_bg(C_BLUE);
|
set_bg(C_BLACK);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -615,6 +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 */
|
||||||
|
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 */
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -58,6 +58,11 @@ $OBJDUMP = $Prefix + 'objdump'
|
|||||||
$OBJCOPY = $Prefix + 'objcopy'
|
$OBJCOPY = $Prefix + 'objcopy'
|
||||||
$SIZE = $Prefix + 'size'
|
$SIZE = $Prefix + 'size'
|
||||||
|
|
||||||
|
$Python = 'py'
|
||||||
|
if (-not (Get-Command $Python -ErrorAction SilentlyContinue)) {
|
||||||
|
$Python = 'python'
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
Write-Output "工具链前缀: $Prefix"
|
Write-Output "工具链前缀: $Prefix"
|
||||||
|
|
||||||
# ---------------------------------------------------------------- 编译参数
|
# ---------------------------------------------------------------- 编译参数
|
||||||
@@ -139,7 +144,7 @@ Write-Output "反汇编清单: $lst"
|
|||||||
$isaOk = $true
|
$isaOk = $true
|
||||||
if (-not $SkipIsaCheck) {
|
if (-not $SkipIsaCheck) {
|
||||||
Write-Output ""
|
Write-Output ""
|
||||||
& py (Join-Path $PSScriptRoot 'check_isa.py') $lst
|
& $Python (Join-Path $PSScriptRoot 'check_isa.py') $lst
|
||||||
if ($LASTEXITCODE -ne 0) { $isaOk = $false }
|
if ($LASTEXITCODE -ne 0) { $isaOk = $false }
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -149,7 +154,7 @@ $hex = Join-Path $build 'saolei.hex'
|
|||||||
$vh = Join-Path $root '..\pipelined-cpu\srcs\board\cpu21_saolei_rom.vh'
|
$vh = Join-Path $root '..\pipelined-cpu\srcs\board\cpu21_saolei_rom.vh'
|
||||||
|
|
||||||
& $OBJCOPY -O binary $elf $bin
|
& $OBJCOPY -O binary $elf $bin
|
||||||
& py (Join-Path $PSScriptRoot 'elf2hex.py') $bin $hex $RomWords $vh
|
& $Python (Join-Path $PSScriptRoot 'elf2hex.py') $bin $hex $RomWords $vh
|
||||||
|
|
||||||
# ---------------------------------------------------------------- 汇总
|
# ---------------------------------------------------------------- 汇总
|
||||||
Write-Output ""
|
Write-Output ""
|
||||||
|
|||||||
@@ -40,6 +40,21 @@ def main():
|
|||||||
for i in range(0, len(data), 4):
|
for i in range(0, len(data), 4):
|
||||||
words.append(int.from_bytes(data[i:i + 4], "little"))
|
words.append(int.from_bytes(data[i:i + 4], "little"))
|
||||||
|
|
||||||
|
# 段间空洞填 NOP：objcopy 出来的 .bin 在 .text.isr1 / .text.isr2 / .text.isr3
|
||||||
|
# 这些"绝对地址段"之间会留下 0x00000000，而本 CPU 把 0x00000000 译成自跳指令
|
||||||
|
# （beq x0,x0,0 形式），PC 一旦落进去就永远出不来（仿真里已复现：PC 热点全在
|
||||||
|
# 0x194-0x1FF / 0x218-0x2FF 这些空洞地址上）。这里把"最后一条非零字之前"的
|
||||||
|
# 0 字统一换成 NOP，让 PC 即使误入也能顺势走过。
|
||||||
|
last_nz = -1
|
||||||
|
for i, w in enumerate(words):
|
||||||
|
if w != 0:
|
||||||
|
last_nz = i
|
||||||
|
filled = 0
|
||||||
|
for i in range(last_nz):
|
||||||
|
if words[i] == 0:
|
||||||
|
words[i] = NOP
|
||||||
|
filled += 1
|
||||||
|
|
||||||
if len(words) > words_total:
|
if len(words) > words_total:
|
||||||
print("错误：程序 %d 个字，超过 ROM 容量 %d 个字（改大 ROM_WORDS 或精简程序）"
|
print("错误：程序 %d 个字，超过 ROM 容量 %d 个字（改大 ROM_WORDS 或精简程序）"
|
||||||
% (len(words), words_total))
|
% (len(words), words_total))
|
||||||
|
|||||||
@@ -0,0 +1,243 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env python3
|
||||||
|
"""fb2png.py —— 把 tb_saolei 导出的显存 dump 还原成 PNG（等价于 VGA 截图）。
|
||||||
|
|
||||||
|
用法:
|
||||||
|
py saolei/tools/fb2png.py <dump.txt> [输出.png]
|
||||||
|
py saolei/tools/fb2png.py --term <dump.txt> # 只在终端打印彩色棋盘（交互玩扫雷用）
|
||||||
|
py saolei/tools/fb2png.py --quiet <dump.txt> [输出.png] # 只写 PNG，不打印任何东西
|
||||||
|
|
||||||
|
dump 格式（tb_saolei.v 里的 dump_fb 任务生成）:
|
||||||
|
CURSOR <row> <col>
|
||||||
|
CTRL 0x<byte> # [0] 光标可见 [6:4] 背景色
|
||||||
|
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）:
|
||||||
|
* 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）
|
||||||
|
* 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）
|
||||||
|
* 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。
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||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
import os
|
||||||
|
import re
|
||||||
|
import struct
|
||||||
|
import sys
|
||||||
|
import zlib
|
||||||
|
|
||||||
|
COLS, ROWS = 40, 30
|
||||||
|
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
|
||||||
|
|
||||||
|
RTL_VGA = os.path.normpath(os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)),
|
||||||
|
"..", "..", "pipelined-cpu", "srcs", "rtl",
|
||||||
|
"cpu21_vga.v"))
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def load_font_from_rtl(path=None):
|
||||||
|
"""直接从 cpu21_vga.v 的 font_row() 里解析 8x8 字模，返回 {字形号: [8 行]}。
|
||||||
|
|
||||||
|
RTL 里每个字形形如
|
||||||
|
6'd16: font_row = (r == 3'd0) ? 8'h7C : (r == 3'd1) ? 8'h66 : ... ;
|
||||||
|
或全部相同行时形如
|
||||||
|
6'd15: font_row = 8'hFF;
|
||||||
|
两种情况都能解析。
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
path = path or RTL_VGA
|
||||||
|
try:
|
||||||
|
with open(path, encoding="utf-8", errors="replace") as f:
|
||||||
|
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 ---
|
||||||
|
PAL = [
|
||||||
|
(0x0, 0x0, 0x0), # 0 黑
|
||||||
|
(0x0, 0x0, 0xA), # 1 深蓝
|
||||||
|
(0x0, 0xA, 0x0), # 2 绿
|
||||||
|
(0x0, 0xA, 0xA), # 3 青
|
||||||
|
(0xA, 0x0, 0x0), # 4 红
|
||||||
|
(0xA, 0x0, 0xA), # 5 洋红
|
||||||
|
(0xA, 0xA, 0x0), # 6 黄
|
||||||
|
(0xA, 0xA, 0xA), # 7 浅灰
|
||||||
|
]
|
||||||
|
|
||||||
|
GLYPH_CH = {0: ' ', 9: '#', 10: 'P', 11: '*', 12: 'X', 13: '?', 14: '-', 15: '='}
|
||||||
|
COLOR_CH = {0: '.', 1: 'b', 2: 'g', 3: 'c', 4: 'r', 5: 'm', 6: 'y', 7: 'w'}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def write_png(path, width, height, rows):
|
||||||
|
"""rows: 每行一个 bytes（长度 width*3），最小 PNG 编码。"""
|
||||||
|
raw = b"".join(b"\x00" + r for r in rows)
|
||||||
|
|
||||||
|
def chunk(tag, data):
|
||||||
|
return (struct.pack(">I", len(data)) + tag + data
|
||||||
|
+ struct.pack(">I", zlib.crc32(tag + data) & 0xFFFFFFFF))
|
||||||
|
|
||||||
|
png = b"\x89PNG\r\n\x1a\n"
|
||||||
|
png += chunk(b"IHDR", struct.pack(">IIBBBBB", width, height, 8, 2, 0, 0, 0))
|
||||||
|
png += chunk(b"IDAT", zlib.compress(raw, 9))
|
||||||
|
png += chunk(b"IEND", b"")
|
||||||
|
with open(path, "wb") as f:
|
||||||
|
f.write(png)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def parse_dump(path):
|
||||||
|
cur = (None, None)
|
||||||
|
ctrl = 0
|
||||||
|
fb = []
|
||||||
|
with open(path, encoding="utf-8", errors="replace") as f:
|
||||||
|
for line in f:
|
||||||
|
line = line.strip()
|
||||||
|
if line.startswith("CURSOR"):
|
||||||
|
p = line.split()
|
||||||
|
cur = (int(p[1]), int(p[2]))
|
||||||
|
elif line.startswith("CTRL"):
|
||||||
|
ctrl = int(line.split()[1], 16)
|
||||||
|
elif line.startswith("FB"):
|
||||||
|
fb = []
|
||||||
|
elif len(line) == 2 and fb is not None:
|
||||||
|
try:
|
||||||
|
fb.append(int(line, 16))
|
||||||
|
except ValueError:
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
if len(fb) != FB_BYTES:
|
||||||
|
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
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
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):
|
||||||
|
"""字形号 -> 一个可见字符（1..8 数字，16..41 = A-Z，其余见 GLYPH_CH）。"""
|
||||||
|
if 16 <= g <= 41:
|
||||||
|
return chr(ord('A') + g - 16)
|
||||||
|
if 1 <= g <= 8:
|
||||||
|
return str(g)
|
||||||
|
return GLYPH_CH.get(g, '?')
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def dump_note(path):
|
||||||
|
"""把 dump 开头的 TIME / CURSOR / STATS 拼成一行，当终端画面的标题。"""
|
||||||
|
note = []
|
||||||
|
try:
|
||||||
|
with open(path, encoding="utf-8", errors="replace") as f:
|
||||||
|
for line in f:
|
||||||
|
if line.startswith(("TIME", "CURSOR", "STATS")):
|
||||||
|
note.append(line.strip())
|
||||||
|
elif line.startswith("FB"):
|
||||||
|
break
|
||||||
|
except OSError:
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
return " ".join(note)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def draw_term(fb, cur, cursor_box, note=""):
|
||||||
|
"""在终端用 ANSI 24 位颜色画 40x30 棋盘（每格一个字符），光标格反色。"""
|
||||||
|
try: # Windows 控制台默认不是 UTF-8
|
||||||
|
sys.stdout.reconfigure(encoding="utf-8")
|
||||||
|
except Exception:
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
out = ["\x1b[H\x1b[2J"] # 回左上角 + 清屏（连续刷新不闪屏残留）
|
||||||
|
if note:
|
||||||
|
out.append(" " + note + "\n")
|
||||||
|
out.append(" " + "".join(str(x % 10) for x in range(COLS)) + "\n")
|
||||||
|
for y in range(ROWS):
|
||||||
|
cells = []
|
||||||
|
for x in range(COLS):
|
||||||
|
g, c = cell_of(fb, y * COLS + x)
|
||||||
|
r, gg, b = PAL[c]
|
||||||
|
ch = cell_char(g)
|
||||||
|
if cursor_box and (x, y) == cur:
|
||||||
|
cells.append("\x1b[7m\x1b[38;2;%d;%d;%dm%s" % (r * 17, gg * 17, b * 17,
|
||||||
|
ch if ch != ' ' else '_'))
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
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("\x1b[0m")
|
||||||
|
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.flush()
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
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args = list(sys.argv[1:])
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term_only = "--term" in args
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quiet = "--quiet" in args
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if term_only:
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args.remove("--term")
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if quiet:
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args.remove("--quiet")
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if quiet: # 只出图不说话（给脚本批量截图用）
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sys.stdout = open(os.devnull, "w")
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if not args:
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raise SystemExit(__doc__)
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src = args[0]
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dst = args[1] if len(args) > 1 else src.rsplit(".", 1)[0] + ".png"
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cur, ctrl, fb = parse_dump(src)
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font = load_font_from_rtl()
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bg = (ctrl >> 4) & 0x7
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cursor_box = bool(ctrl & 1) and cur[0] is not None
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if term_only:
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draw_term(fb, cur, cursor_box, dump_note(src))
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return
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print("光标 = (%s, %s) 光标可见 = %s 背景色 = %d"
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% (cur[0], cur[1], bool(ctrl & 1), bg))
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# ---- 渲染 ----
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rows = []
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for y in range(ROWS * CELL_PX):
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row = bytearray()
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cy, fy = y // CELL_PX, (y % CELL_PX) // 2
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for x in range(COLS * CELL_PX):
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cx, fx = x // CELL_PX, (x % CELL_PX) // 2
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g, c = cell_of(fb, cy * COLS + cx)
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px_on = (font.get(g, [0] * 8)[fy] >> (7 - fx)) & 1
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col = c if px_on else bg
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if cursor_box and (cx, cy) == cur:
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# 光标格：四边 2 像素黄色框，与 cpu21_vga.v 的 cursor_box 一致
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ox, oy = x % CELL_PX, y % CELL_PX
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if ox < 2 or ox > CELL_PX - 3 or oy < 2 or oy > CELL_PX - 3:
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col = 6
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r, gg, b = PAL[col]
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row += bytes((r * 17, gg * 17, b * 17))
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rows.append(bytes(row))
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write_png(dst, COLS * CELL_PX, ROWS * CELL_PX, rows)
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print("已生成 %s（%dx%d）" % (dst, COLS * CELL_PX, ROWS * CELL_PX))
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# ---- 终端 ASCII 图（彩色版；PNG 已经写好了，这里只是方便快速看一眼）----
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draw_term(fb, cur, cursor_box, dump_note(src))
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main()
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