Alpha
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一、修 PS/2 接收器的真 bug —— 这就是上板“鼠标毫无反应”的根因
鼠标和键盘两个接收模块原来是同一个写法错误：
* 帧用整体右移 {data, frame_q[10:1]}，判 frame_q[10] 时停止位还没移进来，判到的
其实是校验位；取数据 frame_q[8:1] 也因此整体错一位
* 校验位按“偶校验”判，而 PS/2 是“奇校验”
两者叠加让真设备发来的帧 100% 被丢掉（上板表现为 rx_count 恒为 0，看起来像硬件
或跳线问题）。现在按“位的下标”存帧（frame_q[i] = 第 i 位，所以字节 = frame_q[8:1]、
校验 = frame_q[9]），停止位直接在当前拍的 ps2_data 上判，校验按奇校验。
二、新增 PS/2 键盘解码 cpu21_ps2_kbd.v
扫描码集 2：E0 = 扩展前缀、F0 = 松开前缀，只对“按下”产生事件，并映射成与鼠标
完全相同的事件格式（↑↓←→ = dy/dx ±8，正好一格；Enter/空格 = 左键；左 Shift/F/C
= 右键 = 插旗），所以 saolei 的 C 代码一行都不用改；按住方向键 = 连续移动（用的是
键盘自己的重复码）。
三、顶层 cpu21_board_top：用 SW15 选设备
同一根 PS/2 线上只会插一个设备，但两个解码器都在听：键盘的扫描码会凑巧组成
“合法的鼠标包”，两路同时生效会让光标乱跳。因此新增端口 hid_sel(SW15)：
0 = 键盘（默认），1 = 鼠标；诊断 LED 改显示“当前选中设备”收到的字节数。
四、其它
* XDC：hid_sel -> V10（SW15），引脚号在官方母版里核对过
* tb_board_top 补 hid_sel 端口，避免悬空
* 新增自测 srcs/tb/tb_ps2_mouse.v / tb_ps2_kbd.v：含“故意发一个校验位错的帧，
必须丢帧”的用例，两个都 ALL PASS
* README / saolei/README：新增“PS/2 键鼠”一节（接线方式、SW15、LED 诊断口诀、
键位表），修正显存格式（每格 2 字节、0x2000-0x2FFF）、扫雷难度与验证状态、
修好 riscv 工具链 -Prefix 路径
156 lines
7.3 KiB
Verilog
156 lines
7.3 KiB
Verilog
`timescale 1ns / 1ps
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`default_nettype none
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// -----------------------------------------------------------------------------
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// cpu21_ps2_mouse —— 可选的真鼠标输入：PS/2 鼠标（Digilent Pmod PS2 插在 JA 上）。
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//
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// JA[1] = PS/2 DATA，JA[2] = PS/2 CLK（两条线都需要上拉）。当前 XDC 把 ps2_clk /
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// 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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//
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// 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；
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// 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。
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// 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，
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// 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。
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//
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// 实现内容：
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// 1) 接收：在 ps2_clk 的下降沿采样 ps2_data，收满 11 位（起始 0 + 8 数据
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// LSB 先 + 奇校验 + 停止 1）后校验并拼成 3 字节一包；
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// frame_q[i] = 这一帧的第 i 位（0 起始、1..8 = d0..d7、9 校验、10 停止），
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// 所以字节 = frame_q[8:1]（frame_q[1] 就是 d0），校验 = frame_q[9]。
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// 注意 PS/2 是**奇校验**：data + parity 9 位里 1 的个数为奇数。
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// 2) 解析：byte0 = 标志（bit0 左键、bit1 右键、bit3 固定 1），byte1 = dx，
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// byte2 = dy，bit7 为符号位；
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// 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
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// cpu21_pointer 相同，即原始计数 = 1/8 格）；
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// 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
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// PS/2 鼠标上电后就会主动上报，这类鼠标可以直接用；如果你的鼠标上电毫无
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// 反应，说明它需要主机先发 0xF4 —— 那部分需要自行补上，或者直接用默认的
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// 5 向按键（cpu21_pointer），C 程序完全不用改。
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// -----------------------------------------------------------------------------
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module cpu21_ps2_mouse (
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input wire clk,
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input wire reset,
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// PS/2 双向线（开漏）
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input wire ps2_clk_i,
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output wire ps2_clk_oe_o,
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input wire ps2_data_i,
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output wire ps2_data_oe_o,
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// 事件上报
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output reg ev_valid_o,
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output reg [7:0] ev_dx_o,
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output reg [7:0] ev_dy_o,
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output reg [4:0] ev_btn_o,
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// 调试：收到的字节数（可选观察）
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output reg [15:0] rx_count_o
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);
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// 开漏：oe = 1 时把线拉低，否则高阻（外部上拉）。本模块只接收，两条线都不驱动。
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assign ps2_clk_oe_o = 1'b0;
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assign ps2_data_oe_o = 1'b0;
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// 两级同步
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reg ps2_clk_s1, ps2_clk_s2, ps2_data_s1, ps2_data_s2;
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always @(posedge clk or posedge reset) begin
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if (reset) begin
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ps2_clk_s1 <= 1'b1;
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ps2_clk_s2 <= 1'b1;
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ps2_data_s1 <= 1'b1;
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ps2_data_s2 <= 1'b1;
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end
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else begin
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ps2_clk_s1 <= ps2_clk_i;
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ps2_clk_s2 <= ps2_clk_s1;
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ps2_data_s1 <= ps2_data_i;
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||
ps2_data_s2 <= ps2_data_s1;
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||
end
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||
end
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wire clk_fall = ~ps2_clk_s1 & ps2_clk_s2; // 同步后的下降沿
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wire clk_rise = ps2_clk_s1 & ~ps2_clk_s2;
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// ---------------------------------------------------------------------------
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// 接收移位：11 位一帧，bit0 = 起始位，bit1..8 = 数据，bit9 = 校验，bit10 = 停止
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// ---------------------------------------------------------------------------
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reg [3:0] bit_cnt_q;
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reg [10:0] frame_q;
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reg frame_ok_q;
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reg [23:0] pkt_q; // 3 字节包
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reg [1:0] pkt_cnt_q;
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reg [7:0] byte_cnt_q; // 一包内的字节序号（0..2）
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reg [7:0] dx_q, dy_q;
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reg [4:0] btn_q; // {4'b0, middle, right, left} -> 只取低 3 位使用
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// 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
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function automatic parity_ok(input [8:0] dp); // dp = {parity, d7..d0}
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parity_ok = ^dp;
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endfunction
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always @(posedge clk or posedge reset) begin
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if (reset) begin
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bit_cnt_q <= 4'd0;
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frame_q <= 11'd0;
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frame_ok_q <= 1'b0;
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byte_cnt_q <= 8'd0;
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pkt_q <= 24'd0;
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rx_count_o <= 16'd0;
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ev_valid_o <= 1'b0;
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end
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else begin
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ev_valid_o <= 1'b0;
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if (clk_fall) begin
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// frame_q[i] = 这一帧的第 i 位：0 = 起始，1..8 = 数据 d0..d7（LSB 先），
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// 9 = 校验，10 = 停止。按”位的下标“存，不要再整体右移：
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// 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。
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if (bit_cnt_q == 4'd0) begin
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if (ps2_data_s2 == 1'b0) // 起始位有效，开始收
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bit_cnt_q <= 4'd1;
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end
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else begin
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frame_q[bit_cnt_q] <= ps2_data_s2;
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if (bit_cnt_q == 4'd10) begin
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bit_cnt_q <= 4'd0;
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// 停止位就是刚采到的这一位（frame_q[10] 本拍还没更新到），
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// 校验查 data + parity 的奇校验
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if ((ps2_data_s2 == 1'b1) && parity_ok(frame_q[9:1])) begin
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rx_count_o <= rx_count_o + 16'd1;
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case (byte_cnt_q)
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8'd0: begin
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// 标志字节：bit3 必须为 1（否则是鼠标发来的其他响应，丢弃）
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// 数据字节 = frame_q[8:1]，它的 bit3 就是 frame_q[4]
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// （不能写 frame_q[8:1][3]：Verilog-2001 不允许 part-select 再取位）
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if (frame_q[4] == 1'b1) begin
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pkt_q[7:0] <= frame_q[8:1];
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byte_cnt_q <= 8'd1;
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end
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||
end
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8'd1: begin
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pkt_q[15:8] <= frame_q[8:1]; // dx
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byte_cnt_q <= 8'd2;
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||
end
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||
8'd2: begin
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byte_cnt_q <= 8'd0;
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ev_dx_o <= pkt_q[15:8]; // byte1 = dx
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ev_dy_o <= frame_q[8:1]; // byte2 = dy
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// 与 cpu21_mmio / mmio.h 一致：bit0=左键, bit1=右键, bit2=中键
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ev_btn_o <= {2'b0, pkt_q[2], pkt_q[1], pkt_q[0]};
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ev_valid_o <= 1'b1;
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||
end
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default:
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byte_cnt_q <= 8'd0;
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endcase
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end
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||
end
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else begin
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bit_cnt_q <= bit_cnt_q + 4'd1;
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||
end
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||
end
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||
end
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||
end
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||
end
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||
endmodule
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`default_nettype wire
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