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
164 lines
5.0 KiB
Verilog
164 lines
5.0 KiB
Verilog
`timescale 1ns / 1ps
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// tb_ps2_kbd —— 单独验证 PS/2 键盘解码（扫描码集 2）
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// 发 → 键（E0 74）应产生 dx=+8；发 ↑（E0 75）应产生 dy=-8；
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// 发 Enter（5A）应产生 btn=1（开格）；发 左Shift（12）应产生 btn=2（插旗）；
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// 松开码（F0 xx）不应产生事件；校验位错的帧应被整帧丢掉。
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// 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，
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// 方向键是扩展键（↑ = E0 75、↓ = E0 72、← = E0 6B、→ = E0 74），
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// 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。
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// 跑法：
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// xvlog srcs/rtl/cpu21_ps2_kbd.v srcs/tb/tb_ps2_kbd.v
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// xelab -top tb_ps2_kbd -snapshot kbdsim
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// xsim kbdsim -R
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// =============================================================================
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module tb_ps2_kbd;
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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, 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
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cpu21_ps2_kbd 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_data_i (ps2_data),
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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
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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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// 校验位错的字节（应被整帧丢掉）
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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);
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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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integer exp_dx, exp_dy, exp_btn;
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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(" [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
|
||
$display(" [kbd] FAIL: 期望 dx=%0d", exp_dx);
|
||
ok = 0;
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||
end
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||
if ((exp_dy != 999) && ($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
|
||
$display(" [kbd] FAIL: 期望 btn=%b", exp_btn);
|
||
ok = 0;
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||
end
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||
end
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||
end
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initial begin
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$display("[kbd] === PS/2 keyboard decode test ===");
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#2000;
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reset = 1'b0;
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#2000;
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// 校验错的字节（0x74）不能被当成"→"键
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$display("[kbd] 校验位错的字节应该被丢掉");
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||
exp_dx = 999; exp_dy = 999; exp_btn = 999;
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||
send_byte_bad_parity(8'h74);
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||
#(100_000);
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||
if (n_ev != 0) begin
|
||
$display(" [kbd] FAIL: 校验错的帧不该产生事件");
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||
ok = 0;
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||
end
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||
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||
$display("[kbd] 只发松开码 F0 75（不该有事件）");
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||
send_byte(8'hF0);
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||
send_byte(8'h75);
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||
#(100_000);
|
||
if (n_ev != 0) begin
|
||
$display(" [kbd] FAIL: 松开码不该产生事件");
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||
ok = 0;
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||
end
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$display("[kbd] → 键（E0 74）期望 dx=+8");
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||
exp_dx = 8; exp_dy = 0; exp_btn = 0;
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||
send_byte(8'hE0);
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||
send_byte(8'h74);
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||
#(100_000);
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$display("[kbd] ↑ 键（E0 75）期望 dy=-8");
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||
exp_dx = 0; exp_dy = -8; exp_btn = 0;
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send_byte(8'hE0);
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||
send_byte(8'h75);
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||
#(100_000);
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||
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||
$display("[kbd] Enter（5A）期望 btn=00001");
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||
exp_dx = 0; exp_dy = 0; exp_btn = 5'b00001;
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||
send_byte(8'h5A);
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||
#(100_000);
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||
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||
$display("[kbd] 左 Shift（12）期望 btn=00010（软件里 = 插旗）");
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||
exp_dx = 0; exp_dy = 0; exp_btn = 5'b00010;
|
||
send_byte(8'h12);
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||
#(100_000);
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||
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||
$display("[kbd] rx_count=%0d events=%0d", rx_count, n_ev);
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||
if ((ok == 0) || (n_ev != 4))
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||
$display("[kbd] === FAIL ===");
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||
else
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||
$display("[kbd] === ALL PASS ===");
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||
$finish;
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||
end
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||
|
||
endmodule
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