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
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4.8 KiB
Verilog
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Verilog
`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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//
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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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//
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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),
|
||
.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), $signed(ev_dy), ev_btn);
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||
if (n_ev == 1) begin
|
||
if (($signed(ev_dx) != 8) || ($signed(ev_dy) != -8) || (ev_btn != 5'b00000)) begin
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||
$display(" [ps2] FAIL: 第 1 包应为 dx=+8 dy=-8 btn=00000");
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||
ok = 0;
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||
end
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||
end
|
||
if (n_ev == 2) begin
|
||
if (($signed(ev_dx) != -3) || ($signed(ev_dy) != 5) || (ev_btn[0] != 1'b1)) begin
|
||
$display(" [ps2] FAIL: 第 2 包应为 dx=-3 dy=+5 btn=xxxx1");
|
||
ok = 0;
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||
end
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||
end
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||
end
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||
end
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integer rx_after_bad;
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initial begin
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$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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||
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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");
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send_byte(8'h08);
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send_byte(8'h08);
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send_byte(8'hF8);
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||
#(100_000);
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$display("[ps2] packet 2: flag=0x09(left) dx=-3 dy=+5");
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||
send_byte(8'h09);
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||
send_byte(8'hFD);
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||
send_byte(8'h05);
|
||
#(100_000);
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||
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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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||
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||
endmodule
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