上板实测:鼠标已能操作(说明“奇校验 + 帧按位的下标对齐”那个修复就是根因),
但上下是反的、左右正确 —— 这是两套约定的差异,不是解码错:
* PS/2 鼠标原生约定:dx 正 = 右、**dy 正 = 上**
* saolei.c 的约定:正 dx = 列 +1、**正 dy = 行 +1(向下)**,和 cpu21_pointer 的
BTND = +8 一致
所以 cpu21_ps2_mouse 在拼包时把 dy 取负(dx 不动),三种事件源(板载按键 / PS/2 鼠标 /
PS/2 键盘)方向统一。
键盘:另加 W/A/S/D = 方向键(与 tools/play_saolei.tcl 里的别名保持一致),这样用普通
字母键也能测。
自测同步更新(都 ALL PASS):
* tb_ps2_mouse:改发“鼠标向上”的 dy=+8,事件里必须得到 dy=-8;向下 dy=-5 -> +5
* tb_ps2_kbd:新增 W(1D) -> dy=-8 用例
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5.2 KiB
Verilog
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`timescale 1ns / 1ps
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// tb_ps2_mouse —— 单独验证 PS/2 鼠标接收逻辑(不跑 CPU,几秒出结果)
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// 模拟 PS/2 鼠标发 3 字节包:
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// byte0 = 标志字节(bit3 必须为 1 才是有效的鼠标数据;bit0/1/2 = 左/右/中键)
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// byte1 = dx(有符号) byte2 = dy(有符号)
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// 检查 cpu21_ps2_mouse 是否给出正确的 ev_valid / ev_dx / ev_dy / ev_btn。
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//
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// 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,
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// 再拉低时钟。一帧 11 位 = 起始 0 + 8 位数据(LSB 先) + **奇校验** + 停止 1。
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// 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)。
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// 方向约定:PS/2 的 **dx 正 = 右、dy 正 = 上**(真鼠标往上推,byte2 是正数);
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// 而软件(saolei.c / cpu21_pointer)里 **dy 正 = 向下(行号增加)**,
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// 所以 cpu21_ps2_mouse 上报前把 dy 取负 —— 本测试就是盯这个约定:
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// 发“向上”的 dy,事件里必须得到负的 dy。
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// 跑法(Vivado 的 xvlog/xelab/xsim 或其它仿真器都行):
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// xvlog srcs/rtl/cpu21_ps2_mouse.v srcs/tb/tb_ps2_mouse.v
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// xelab -top tb_ps2_mouse -snapshot ps2sim
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// xsim ps2sim -R
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module tb_ps2_mouse;
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reg clk = 1'b0;
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reg reset = 1'b1;
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reg ps2_clk = 1'b1;
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reg ps2_data = 1'b1;
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wire ev_valid;
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wire [7:0] ev_dx;
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wire [7:0] ev_dy;
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wire [4:0] ev_btn;
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wire [15:0] rx_count;
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always #10 clk = ~clk; // 50 MHz,和板上 CPU 主频一致
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cpu21_ps2_mouse dut (
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.clk (clk),
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.reset (reset),
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.ps2_clk_i (ps2_clk),
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.ps2_clk_oe_o (),
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.ps2_data_i (ps2_data),
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.ps2_data_oe_o(),
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.ev_valid_o (ev_valid),
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.ev_dx_o (ev_dx),
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.ev_dy_o (ev_dy),
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.ev_btn_o (ev_btn),
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.rx_count_o (rx_count)
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);
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// 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)
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task send_bit;
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input b;
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begin
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ps2_data = b;
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#(10_000);
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ps2_clk = 1'b0;
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#(20_000);
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ps2_clk = 1'b1;
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#(20_000);
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end
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endtask
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// 发一个字节:起始 0 + 8 位数据(LSB first) + 奇校验 + 停止 1
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task send_byte;
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input [7:0] d;
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integer i;
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reg p;
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begin
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p = ~^d; // 奇校验:data + parity 里 1 的个数为奇数
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send_bit(1'b0);
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for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
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send_bit(d[i]);
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send_bit(p);
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send_bit(1'b1);
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end
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endtask
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// 故意发一个校验位错的字节(用于确认校验真的在起作用)
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task send_byte_bad_parity;
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input [7:0] d;
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integer i;
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||
begin
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send_bit(1'b0);
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||
for (i = 0; i < 8; i = i + 1)
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||
send_bit(d[i]);
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send_bit(^d); // 错误的校验位
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send_bit(1'b1);
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||
end
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endtask
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integer n_ev = 0;
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integer ok = 1;
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always @(posedge clk) begin
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if (ev_valid) begin
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n_ev = n_ev + 1;
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$display(" [ps2] event #%0d: dx=%0d dy=%0d btn=%b", n_ev, $signed(ev_dx), $signed(ev_dy), ev_btn);
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||
if (n_ev == 1) begin
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||
if (($signed(ev_dx) != 8) || ($signed(ev_dy) != -8) || (ev_btn != 5'b00000)) begin
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||
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000(鼠标向上 -> 事件 dy 为负)");
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ok = 0;
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end
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||
end
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||
if (n_ev == 2) begin
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||
if (($signed(ev_dx) != -3) || ($signed(ev_dy) != 5) || (ev_btn[0] != 1'b1)) begin
|
||
$display(" [ps2] FAIL: 第 2 包应为 dx=-3 dy=+5 btn=xxxx1(鼠标向下 -> 事件 dy 为正)");
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||
ok = 0;
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||
end
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||
end
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||
end
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||
end
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integer rx_after_bad;
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initial begin
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$display("[ps2] === PS/2 mouse receiver test ===");
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#2000;
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reset = 1'b0;
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#2000;
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$display("[ps2] 校验位错的字节应该被丢掉");
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send_byte_bad_parity(8'h08);
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#(100_000);
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if (rx_count != 16'd0) begin
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$display(" [ps2] FAIL: 校验错的帧不该被计数(rx_count=%0d)", rx_count);
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ok = 0;
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end
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rx_after_bad = rx_count;
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$display("[ps2] packet 1: flag=0x08(no button) dx=+8 dy=+8(鼠标向右上移)");
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send_byte(8'h08);
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send_byte(8'h08);
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send_byte(8'h08);
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#(100_000);
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$display("[ps2] packet 2: flag=0x09(left) dx=-3 dy=-5(向左下移)");
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send_byte(8'h09);
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send_byte(8'hFD);
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send_byte(8'hFB);
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#(100_000);
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$display("[ps2] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);
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||
if ((rx_count != rx_after_bad + 16'd6) || (n_ev != 2) || (ok == 0))
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$display("[ps2] === FAIL ===");
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else
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$display("[ps2] === ALL PASS ===");
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$finish;
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end
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||
endmodule
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