de1_nes/dummy-mos6502.vhd

   1 library ieee;
   2 use ieee.std_logic_1164.all;
   3
   4 entity mos6502 is
   5     generic (   dsize : integer := 8;
   6                 asize : integer :=16
   7             );
   8     port (
   9     signal dbg_instruction  : out std_logic_vector(7 downto 0);
  10     signal dbg_int_d_bus    : out std_logic_vector(7 downto 0);
  11     signal dbg_exec_cycle   : out std_logic_vector (5 downto 0);
  12     signal dbg_ea_carry     : out std_logic;
  13
  14 --    signal dbg_index_bus    : out std_logic_vector(7 downto 0);
  15 --    signal dbg_acc_bus      : out std_logic_vector(7 downto 0);
  16     signal dbg_status       : out std_logic_vector(7 downto 0);
  17     signal dbg_pcl, dbg_pch, dbg_sp, dbg_x, dbg_y, dbg_acc       : out std_logic_vector(7 downto 0);
  18     signal dbg_dec_oe_n    : out std_logic;
  19     signal dbg_dec_val     : out std_logic_vector (7 downto 0);
  20     signal dbg_int_dbus    : out std_logic_vector (7 downto 0);
  21 --    signal dbg_status_val    : out std_logic_vector (7 downto 0);
  22     signal dbg_stat_we_n    : out std_logic;
  23     signal dbg_idl_h, dbg_idl_l, dbg_dbb_r, dbg_dbb_w    : out std_logic_vector (7 downto 0);
  24
  25             input_clk   : in std_logic; --phi0 input pin.
  26             rdy         : in std_logic;
  27             rst_n       : in std_logic;
  28             irq_n       : in std_logic;
  29             nmi_n       : in std_logic;
  30             dbe         : in std_logic;
  31             r_nw        : out std_logic;
  32             phi1        : out std_logic;
  33             phi2        : out std_logic;
  34             addr        : out std_logic_vector ( asize - 1 downto 0);
  35             d_io        : inout std_logic_vector ( dsize - 1 downto 0)
  36     );
  37 end mos6502;
  38
  39 architecture rtl of mos6502 is
  40
  41
  42 begin
  43     phi1 <= input_clk;\r
  44     phi2 <= not input_clk;\r
  45
  46     --set ppu value...\r
  47     set_ppu_p : process (input_clk, rst_n)\r
  48     use ieee.std_logic_arith.conv_std_logic_vector;\r
  49 \r
  50     variable init_step_cnt, plt_step_cnt, \r
  51             nt_step_cnt, spr_step_cnt, enable_ppu_step_cnt : integer;\r
  52     variable init_done : std_logic;\r
  53     variable global_step_cnt : integer;\r
  54     variable cpu_cnt : integer;\r
  55     constant cpu_io_multi : integer := 4; --io happens every 4 cpu cycle.\r
  56 \r
  57 procedure io_out (ad: in integer; dt : in integer) is\r
  58 begin\r
  59     r_nw <= '0';\r
  60     addr <= conv_std_logic_vector(ad, 16);\r
  61     d_io <= conv_std_logic_vector(dt, 8);\r
  62 end;\r
  63 procedure io_brk is\r
  64 begin\r
  65     addr <= (others => 'Z');\r
  66     d_io <= (others => 'Z');\r
  67     r_nw <= '1';\r
  68 end;\r
  69 \r
  70     begin\r
  71         if (rst_n = '0') then\r
  72             \r
  73             r_nw <= 'Z';\r
  74             addr <= (others => 'Z');\r
  75             d_io <= (others => 'Z');\r
  76             \r
  77             init_done := '0';\r
  78             global_step_cnt := 0;\r
  79             init_step_cnt := 0;\r
  80             plt_step_cnt := 0;\r
  81             nt_step_cnt := 0;\r
  82             spr_step_cnt := 0;\r
  83             enable_ppu_step_cnt := 0;\r
  84             cpu_cnt := 0;\r
  85 \r
  86         elsif (rising_edge(input_clk)) then\r
  87             cpu_cnt := cpu_cnt + 1;\r
  88 \r
  89             if (init_done = '0') then\r
  90                 if (global_step_cnt = 0) then\r
  91                     --step0.0 = init ppu.\r
  92                     if (init_step_cnt = 0 * cpu_io_multi) then\r
  93                         --PPUCTRL=00\r
  94                         io_out(16#2000#, 16#00#);\r
  95                     elsif (init_step_cnt = 1 * cpu_io_multi) then\r
  96                         --PPUMASK=00\r
  97                         io_out(16#2001#, 16#00#);\r
  98                     else\r
  99                         io_brk;\r
 100                         if (init_step_cnt > 2 * cpu_io_multi) then\r
 101                             global_step_cnt := global_step_cnt + 1;\r
 102                         end if;\r
 103                     end if;\r
 104                     init_step_cnt := init_step_cnt + 1;\r
 105                 elsif (global_step_cnt = 1) then\r
 106                     --step0.1 = palette set.\r
 107 --palettes:\r
 108 --;;;bg palette\r
 109 --      .byte   $0f, $00, $10, $20\r
 110 --      .byte   $0f, $04, $14, $24\r
 111 --      .byte   $0f, $08, $18, $28\r
 112 --      .byte   $0f, $0c, $1c, $2c\r
 113 --;;;spr palette\r
 114 --      .byte   $0f, $00, $10, $20\r
 115 --      .byte   $0f, $06, $16, $26\r
 116 --      .byte   $0f, $08, $18, $28\r
 117 --      .byte   $0f, $0a, $1a, $2a\r
 118                     \r
 119                     \r
 120                     if (plt_step_cnt = 0 * cpu_io_multi) then\r
 121                         --set vram addr 3f00\r
 122                         io_out(16#2006#, 16#3f#);\r
 123                     elsif (plt_step_cnt = 1 * cpu_io_multi) then\r
 124                         io_out(16#2006#, 16#00#);\r
 125                     \r
 126                     elsif (plt_step_cnt = 2 * cpu_io_multi) then\r
 127                         --set palette bg data\r
 128                         io_out(16#2007#, 16#11#);\r
 129                     elsif (plt_step_cnt = 3 * cpu_io_multi) then\r
 130                         io_out(16#2007#, 16#01#);\r
 131                     elsif (plt_step_cnt = 4 * cpu_io_multi) then\r
 132                         io_out(16#2007#, 16#03#);\r
 133                     elsif (plt_step_cnt = 5 * cpu_io_multi) then\r
 134                         io_out(16#2007#, 16#13#);\r
 135 \r
 136                     elsif (plt_step_cnt = 6 * cpu_io_multi) then\r
 137                         io_out(16#2007#, 16#0f#);\r
 138                     elsif (plt_step_cnt = 7 * cpu_io_multi) then\r
 139                         io_out(16#2007#, 16#04#);\r
 140                     elsif (plt_step_cnt = 8 * cpu_io_multi) then\r
 141                         io_out(16#2007#, 16#14#);\r
 142                     elsif (plt_step_cnt = 9 * cpu_io_multi) then\r
 143                         io_out(16#2007#, 16#24#);\r
 144  \r
 145                     elsif (plt_step_cnt = 10 * cpu_io_multi) then\r
 146                         io_out(16#2007#, 16#0f#);\r
 147                     elsif (plt_step_cnt = 11 * cpu_io_multi) then\r
 148                         io_out(16#2007#, 16#08#);\r
 149                     elsif (plt_step_cnt = 12 * cpu_io_multi) then\r
 150                         io_out(16#2007#, 16#18#);\r
 151                     elsif (plt_step_cnt = 13 * cpu_io_multi) then\r
 152                         io_out(16#2007#, 16#28#);\r
 153  \r
 154                     elsif (plt_step_cnt = 14 * cpu_io_multi) then\r
 155                         io_out(16#2007#, 16#05#);\r
 156                     elsif (plt_step_cnt = 15 * cpu_io_multi) then\r
 157                         io_out(16#2007#, 16#0c#);\r
 158                     elsif (plt_step_cnt = 16 * cpu_io_multi) then\r
 159                         io_out(16#2007#, 16#1c#);\r
 160                     elsif (plt_step_cnt = 17 * cpu_io_multi) then\r
 161                         io_out(16#2007#, 16#2c#);\r
 162 \r
 163                      elsif (plt_step_cnt = 18 * cpu_io_multi) then\r
 164                         --below is sprite pallete\r
 165                         io_out(16#2007#, 16#00#);\r
 166                     elsif (plt_step_cnt = 19 * cpu_io_multi) then\r
 167                         io_out(16#2007#, 16#24#);\r
 168                     elsif (plt_step_cnt = 20 * cpu_io_multi) then\r
 169                         io_out(16#2007#, 16#1b#);\r
 170                     elsif (plt_step_cnt = 21 * cpu_io_multi) then\r
 171                         io_out(16#2007#, 16#11#);\r
 172 \r
 173                     elsif (plt_step_cnt = 22 * cpu_io_multi) then\r
 174                         io_out(16#2007#, 16#00#);\r
 175                     elsif (plt_step_cnt = 23 * cpu_io_multi) then\r
 176                         io_out(16#2007#, 16#32#);\r
 177                     elsif (plt_step_cnt = 24 * cpu_io_multi) then\r
 178                         io_out(16#2007#, 16#16#);\r
 179                     elsif (plt_step_cnt = 25 * cpu_io_multi) then\r
 180                         io_out(16#2007#, 16#20#);\r
 181 \r
 182                     elsif (plt_step_cnt = 26 * cpu_io_multi) then\r
 183                         io_out(16#2007#, 16#00#);\r
 184                     elsif (plt_step_cnt = 27 * cpu_io_multi) then\r
 185                         io_out(16#2007#, 16#26#);\r
 186                     elsif (plt_step_cnt = 28 * cpu_io_multi) then\r
 187                         io_out(16#2007#, 16#01#);\r
 188                     elsif (plt_step_cnt = 29 * cpu_io_multi) then\r
 189                         io_out(16#2007#, 16#31#);\r
 190 \r
 191                     else\r
 192                         io_brk;\r
 193                         if (plt_step_cnt > 30 * cpu_io_multi) then\r
 194                             global_step_cnt := global_step_cnt + 1;\r
 195                         end if;\r
 196                     end if;\r
 197                     plt_step_cnt := plt_step_cnt + 1;\r
 198                     \r
 199                 elsif (global_step_cnt = 2) then\r
 200                     --step1 = name table set.\r
 201                     if (nt_step_cnt = 0 * cpu_io_multi) then\r
 202                         --set vram addr 2005 (first row, 6th col)\r
 203                         io_out(16#2006#, 16#20#);\r
 204                     elsif (nt_step_cnt = 1 * cpu_io_multi) then\r
 205                         io_out(16#2006#, 16#06#);\r
 206                     elsif (nt_step_cnt = 2 * cpu_io_multi) then\r
 207                         --set name tbl data\r
 208                         --0x44, 45, 45 = DEE\r
 209                         io_out(16#2007#, 16#44#);\r
 210                     elsif (nt_step_cnt = 3 * cpu_io_multi) then\r
 211                         io_out(16#2007#, 16#45#);\r
 212                     elsif (nt_step_cnt = 4 * cpu_io_multi) then\r
 213                         io_out(16#2007#, 16#45#);\r
 214 \r
 215                     elsif (nt_step_cnt = 5 * cpu_io_multi) then\r
 216                         --set vram addr 21d1\r
 217                         io_out(16#2006#, 16#21#);\r
 218                     elsif (nt_step_cnt = 6 * cpu_io_multi) then\r
 219                         io_out(16#2006#, 16#E6#);\r
 220                     elsif (nt_step_cnt = 7 * cpu_io_multi) then\r
 221                         --msg=DEE TEST !!!\r
 222                         io_out(16#2007#, 16#44#);\r
 223                     elsif (nt_step_cnt = 8 * cpu_io_multi) then\r
 224                         io_out(16#2007#, 16#45#);\r
 225                     elsif (nt_step_cnt = 9 * cpu_io_multi) then\r
 226                         io_out(16#2007#, 16#45#);\r
 227                     elsif (nt_step_cnt = 10 * cpu_io_multi) then\r
 228                         io_out(16#2007#, 16#00#);\r
 229                     elsif (nt_step_cnt = 11 * cpu_io_multi) then\r
 230                         io_out(16#2007#, 16#54#);\r
 231                     elsif (nt_step_cnt = 12 * cpu_io_multi) then\r
 232                         io_out(16#2007#, 16#45#);\r
 233                     elsif (nt_step_cnt = 13 * cpu_io_multi) then\r
 234                         io_out(16#2007#, 16#53#);\r
 235                     elsif (nt_step_cnt = 14 * cpu_io_multi) then\r
 236                         io_out(16#2007#, 16#54#);\r
 237                     elsif (nt_step_cnt = 15 * cpu_io_multi) then\r
 238                         io_out(16#2007#, 16#21#);\r
 239 \r
 240                     elsif (nt_step_cnt = 16 * cpu_io_multi) then\r
 241                         --set vram addr 23c1 (attribute)\r
 242                         io_out(16#2006#, 16#23#);\r
 243                     elsif (nt_step_cnt = 17 * cpu_io_multi) then\r
 244                         io_out(16#2006#, 16#c1#);\r
 245                     elsif (nt_step_cnt = 18 * cpu_io_multi) then\r
 246                                                                 --attr=11011000\r
 247                         io_out(16#2007#, 16#d8#);\r
 248 \r
 249 \r
 250                     \r
 251                     --display test pattern\r
 252                     elsif (nt_step_cnt = 19 * cpu_io_multi) then\r
 253                         io_out(16#2006#, 16#20#);\r
 254                     elsif (nt_step_cnt = 20 * cpu_io_multi) then\r
 255                         io_out(16#2006#, 16#20#);\r
 256                     \r
 257                     elsif (nt_step_cnt = 21 * cpu_io_multi) then\r
 258                         io_out(16#2007#, 16#01#);\r
 259                     elsif (nt_step_cnt = 22 * cpu_io_multi) then\r
 260                         io_out(16#2007#, 16#02#);\r
 261                     elsif (nt_step_cnt = 23 * cpu_io_multi) then\r
 262                         io_out(16#2007#, 16#03#);\r
 263                     elsif (nt_step_cnt = 24 * cpu_io_multi) then\r
 264                         io_out(16#2007#, 16#04#);\r
 265                     elsif (nt_step_cnt = 25 * cpu_io_multi) then\r
 266                         io_out(16#2007#, 16#05#);\r
 267                     elsif (nt_step_cnt = 26 * cpu_io_multi) then\r
 268                         io_out(16#2007#, 16#06#);\r
 269                     elsif (nt_step_cnt = 27 * cpu_io_multi) then\r
 270                         io_out(16#2007#, 16#07#);\r
 271                     elsif (nt_step_cnt = 28 * cpu_io_multi) then\r
 272                         io_out(16#2007#, 16#08#);\r
 273                     elsif (nt_step_cnt = 29 * cpu_io_multi) then\r
 274                         io_out(16#2007#, 16#09#);\r
 275                     elsif (nt_step_cnt = 30 * cpu_io_multi) then\r
 276                         io_out(16#2007#, 16#0a#);\r
 277                     elsif (nt_step_cnt = 31 * cpu_io_multi) then\r
 278                         io_out(16#2007#, 16#0b#);\r
 279                     elsif (nt_step_cnt = 32 * cpu_io_multi) then\r
 280                         io_out(16#2007#, 16#0c#);\r
 281                     elsif (nt_step_cnt = 33 * cpu_io_multi) then\r
 282                         io_out(16#2007#, 16#0d#);\r
 283                     elsif (nt_step_cnt = 34 * cpu_io_multi) then\r
 284                         io_out(16#2007#, 16#0e#);\r
 285                     elsif (nt_step_cnt = 35 * cpu_io_multi) then\r
 286                         io_out(16#2007#, 16#0f#);\r
 287                     elsif (nt_step_cnt = 36 * cpu_io_multi) then\r
 288                         io_out(16#2007#, 16#01#);\r
 289 \r
 290                     elsif (nt_step_cnt = 37 * cpu_io_multi) then\r
 291                         io_out(16#2006#, 16#20#);\r
 292                     elsif (nt_step_cnt = 38 * cpu_io_multi) then\r
 293                         io_out(16#2006#, 16#40#);\r
 294                     \r
 295                     elsif (nt_step_cnt = 39 * cpu_io_multi) then\r
 296                         io_out(16#2007#, 16#11#);\r
 297                     elsif (nt_step_cnt = 40 * cpu_io_multi) then\r
 298                         io_out(16#2007#, 16#12#);\r
 299                     elsif (nt_step_cnt = 41 * cpu_io_multi) then\r
 300                         io_out(16#2007#, 16#13#);\r
 301                     elsif (nt_step_cnt = 42 * cpu_io_multi) then\r
 302                         io_out(16#2007#, 16#14#);\r
 303                     elsif (nt_step_cnt = 43 * cpu_io_multi) then\r
 304                         io_out(16#2007#, 16#15#);\r
 305                     elsif (nt_step_cnt = 44 * cpu_io_multi) then\r
 306                         io_out(16#2007#, 16#16#);\r
 307                     elsif (nt_step_cnt = 45 * cpu_io_multi) then\r
 308                         io_out(16#2007#, 16#17#);\r
 309                     elsif (nt_step_cnt = 46 * cpu_io_multi) then\r
 310                         io_out(16#2007#, 16#18#);\r
 311                     elsif (nt_step_cnt = 47 * cpu_io_multi) then\r
 312                         io_out(16#2007#, 16#19#);\r
 313                     elsif (nt_step_cnt = 48 * cpu_io_multi) then\r
 314                         io_out(16#2007#, 16#1a#);\r
 315                     elsif (nt_step_cnt = 49 * cpu_io_multi) then\r
 316                         io_out(16#2007#, 16#1b#);\r
 317                     elsif (nt_step_cnt = 50 * cpu_io_multi) then\r
 318                         io_out(16#2007#, 16#1c#);\r
 319                     elsif (nt_step_cnt = 51 * cpu_io_multi) then\r
 320                         io_out(16#2007#, 16#1d#);\r
 321                     elsif (nt_step_cnt = 52 * cpu_io_multi) then\r
 322                         io_out(16#2007#, 16#1e#);\r
 323                     elsif (nt_step_cnt = 53 * cpu_io_multi) then\r
 324                         io_out(16#2007#, 16#1f#);\r
 325                     elsif (nt_step_cnt = 54 * cpu_io_multi) then\r
 326                         io_out(16#2007#, 16#11#);\r
 327 \r
 328 \r
 329                     else\r
 330                         io_brk;\r
 331                         if (nt_step_cnt > 54 * cpu_io_multi) then\r
 332                             global_step_cnt := global_step_cnt + 1;\r
 333                         end if;\r
 334                     end if;\r
 335                     \r
 336                     nt_step_cnt := nt_step_cnt + 1;\r
 337                     \r
 338                 elsif (global_step_cnt = 3) then\r
 339                     --step2 = sprite set.\r
 340                     if (spr_step_cnt = 0) then\r
 341                         --set sprite addr=00 (first sprite)\r
 342                         io_out(16#2003#, 16#00#);\r
 343                     elsif (spr_step_cnt = 1 * cpu_io_multi) then\r
 344                         --set sprite data: y=02\r
 345                         io_out(16#2004#, 16#02#);\r
 346                     elsif (spr_step_cnt = 2 * cpu_io_multi) then\r
 347                         --tile=0x4d (ascii 'M')\r
 348                         io_out(16#2004#, 16#4d#);\r
 349                     elsif (spr_step_cnt = 3 * cpu_io_multi) then\r
 350                         --set sprite attr=03 (palette 03)\r
 351                         io_out(16#2004#, 16#03#);\r
 352                     elsif (spr_step_cnt = 4 * cpu_io_multi) then\r
 353                         --set sprite data: x=100\r
 354                         io_out(16#2004#, 16#64#);\r
 355 \r
 356                     elsif (spr_step_cnt = 5 * cpu_io_multi) then\r
 357                         --set sprite data: y=50\r
 358                         io_out(16#2004#, 16#32#);\r
 359                     elsif (spr_step_cnt = 6 * cpu_io_multi) then\r
 360                         --tile=0x4d (ascii 'O')\r
 361                         io_out(16#2004#, 16#4f#);\r
 362                     elsif (spr_step_cnt = 7 * cpu_io_multi) then\r
 363                         --set sprite attr=01\r
 364                         io_out(16#2004#, 16#01#);\r
 365                     elsif (spr_step_cnt = 8 * cpu_io_multi) then\r
 366                         --set sprite data: x=30\r
 367                         io_out(16#2004#, 16#1e#);\r
 368 \r
 369                     elsif (spr_step_cnt = 9 * cpu_io_multi) then\r
 370                         --set sprite data: y=60\r
 371                         io_out(16#2004#, 60);\r
 372                     elsif (spr_step_cnt = 10 * cpu_io_multi) then\r
 373                         --tile=0x4d (ascii 'P')\r
 374                         io_out(16#2004#, 16#50#);\r
 375                     elsif (spr_step_cnt = 11 * cpu_io_multi) then\r
 376                         --set sprite attr=01\r
 377                         io_out(16#2004#, 16#01#);\r
 378                     elsif (spr_step_cnt = 12 * cpu_io_multi) then\r
 379                         --set sprite data: x=33\r
 380                         io_out(16#2004#, 16#21#);\r
 381 \r
 382                     elsif (spr_step_cnt = 13 * cpu_io_multi) then\r
 383                         --set sprite data: y=61\r
 384                         io_out(16#2004#, 16#3d#);\r
 385                     elsif (spr_step_cnt = 14 * cpu_io_multi) then\r
 386                         --tile=0x4d (ascii 'Q')\r
 387                         io_out(16#2004#, 16#51#);\r
 388                     elsif (spr_step_cnt = 15 * cpu_io_multi) then\r
 389                         --set sprite attr=02\r
 390                         io_out(16#2004#, 16#02#);\r
 391                     elsif (spr_step_cnt = 16 * cpu_io_multi) then\r
 392                         --set sprite data: x=45\r
 393                         io_out(16#2004#, 45);\r
 394 \r
 395                     else\r
 396                         io_brk;\r
 397                         if (spr_step_cnt > 17 * cpu_io_multi) then\r
 398                             global_step_cnt := global_step_cnt + 1;\r
 399                         end if;\r
 400                     end if;\r
 401                     spr_step_cnt := spr_step_cnt + 1;\r
 402 \r
 403                 elsif (global_step_cnt = 4) then\r
 404                     --final step = enable ppu.\r
 405                     if (enable_ppu_step_cnt = 0) then\r
 406                         --show bg\r
 407                         --PPUMASK=1e (show bg and sprite)\r
 408                         --PPUMASK=0e (show bg only)\r
 409                         io_out(16#2001#, 16#1e#);\r
 410                     elsif (enable_ppu_step_cnt = 1 * cpu_io_multi) then\r
 411                         --enable nmi\r
 412                         --PPUCTRL=80\r
 413                         io_out(16#2000#, 16#80#);\r
 414                     else\r
 415                         io_brk;\r
 416                         if (enable_ppu_step_cnt > 2 * cpu_io_multi) then\r
 417                             global_step_cnt := global_step_cnt + 1;\r
 418                         end if;\r
 419                     end if;\r
 420                     enable_ppu_step_cnt := enable_ppu_step_cnt + 1;\r
 421 \r
 422                 else\r
 423                     io_brk;\r
 424                     init_done := '1';\r
 425                 end if;\r
 426             end if;--if (init_done = '0') then\r
 427         end if; --if (rst_n = '0') then\r
 428     end process;
 429
 430 end rtl;
 431
 432 \r
 433 \r
 434 \r
 435 \r
 436 \r
 437 -----------dummy prg rom\r
 438 library ieee;\r
 439 use ieee.std_logic_1164.all;\r
 440 entity prg_rom is \r
 441     generic (abus_size : integer := 15; dbus_size : integer := 8);\r
 442     port (\r
 443             clk             : in std_logic;\r
 444             ce_n            : in std_logic;     --active low.\r
 445             addr            : in std_logic_vector (abus_size - 1 downto 0);\r
 446             data            : out std_logic_vector (dbus_size - 1 downto 0)\r
 447         );\r
 448 end prg_rom;\r
 449 architecture rtl of prg_rom is\r
 450 begin\r
 451     data <= (others => 'Z');\r
 452 end rtl;\r
 453 \r