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risc-v-cpu/pipelined-cpu/srcs/constrs/cpu21_board_top.xdc
T
Alpha 77dd102675 feat(board): 板载 USB HID 口接 PS/2 鼠标,与板载按键并存
Nexys4DDR 的 USB HOST 口由板上芯片把 USB 键鼠转成 PS/2 信号(官方母版
Nexys4DDR_Master.xdc 标明 ps2_clk = F4、ps2_data = B2),所以不用写 USB 协议栈。

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

软件侧不用改:鼠标事件与按键事件格式相同,且 PS/2 的 dx/dy 天然满足
"8 个计数 = 一格"(saolei.c 里就是 acc_x += dx; while (acc_x >= 8) 移动一格)。
额外好处:鼠标右键 = 插旗(handle_event 本来就支持)。
2026-09-23 21:50:18 +08:00

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Tcl
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## cpu21_board_top.xdc —— Nexys4DDR (xc7a100tcsg324-1) 上板引脚
## 引脚编号取自 ConstraintsData/Nexys4DDR_Master.xdc(母版默认全部注释)。
## 只约束 cpu21_board_top 实际使用的端口。
## 100 MHz 板载时钟(分频器输入)
set_property -dict { PACKAGE_PIN E3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { clk100 }]
create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports { clk100 }]
## CPU 时钟:板上 100 MHz 经 CLK_DIV(=2) 分频到 50 MHz
## (与 cpu21_board_top.v 的 CLK_DIV 保持一致;改分频比时这里也要改。
## 乘除法已是多周期单元,不再需要 16 分频;实测 100 MHz 下剩余违例路径是
## EX 级分支判决/中断保存 → BPB 更新,50 MHz 则余量充足)
create_generated_clock -name cpu_clk -source [get_ports { clk100 }] \
-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)
set_property -dict { PACKAGE_PIN C12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { rst_n }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { go }]
## 拨码开关 SW[2:0] 作为三路中断源
set_property -dict { PACKAGE_PIN J15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { irq_sw[0] }]
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] }]
## 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 K15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN N14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN R18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[4] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN V17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[5] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[6] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN U16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[7] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN V16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[8] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[9] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN U14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[10] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[11] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN V15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[12] }]
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 V11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[15] }]
## 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 }]
## 上板调试时可把 MMIO 写入的 LED 寄存器也引到 LED16_R/G,
## 但默认只用一个引脚,避免与 led_we 争用。
## ======================= 扫雷扩展外设 =======================
## 5 向按键:BTNC 已作 go(同时也当鼠标左键),另外 4 个当光标方向
set_property -dict { PACKAGE_PIN M18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { btnu }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN P18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { btnd }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN P17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { btnl }]
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)
set_property -dict { PACKAGE_PIN R15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { sw_flag }]
## 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 R10 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN P15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[4] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[5] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN L18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[6] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN H15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { dp }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[0] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T9 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN P14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[4] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN T14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[5] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K2 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[6] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN U13 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { an[7] }]
## VGA(640x480@60,25 MHz 像素节拍由 CPU 时钟使能产生)
set_property -dict { PACKAGE_PIN A3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_r[0] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B4 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_r[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN C5 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_r[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN A4 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_r[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN C6 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_g[0] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN A5 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_g[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B6 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_g[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN A6 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_g[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B7 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_b[0] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN C7 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_b[1] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN D7 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_b[2] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN D8 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_b[3] }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B11 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_hs }]
set_property -dict { PACKAGE_PIN B12 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { vga_vs }]
## PS/2 鼠标:接**板载 USB HID 口**(板上芯片把 USB 键鼠转成 PS/2)
## Nexys4DDR_Master.xdc 里写明:ps2_clk = F4、ps2_data = B2
## 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 }]