Alpha
9dfff16794
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
149 lines
4.8 KiB
Verilog
149 lines
4.8 KiB
Verilog
`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）。
|
||
//
|
||
// 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
|
||
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000");
|
||
ok = 0;
|
||
end
|
||
end
|
||
if (n_ev == 2) begin
|
||
if (($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");
|
||
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");
|
||
send_byte(8'h08);
|
||
send_byte(8'h08);
|
||
send_byte(8'hF8);
|
||
#(100_000);
|
||
|
||
$display("[ps2] packet 2: flag=0x09(left) dx=-3 dy=+5");
|
||
send_byte(8'h09);
|
||
send_byte(8'hFD);
|
||
send_byte(8'h05);
|
||
#(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
|