diff --git a/Arcade_MiST/Atari BW Raster Hardware/Github - Verknüpfung.lnk b/Arcade_MiST/Atari BW Raster Hardware/Github - Verknüpfung.lnk new file mode 100644 index 00000000..78bcbeca Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Atari BW Raster Hardware/Github - Verknüpfung.lnk differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qpf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qpf new file mode 100644 index 00000000..d9e6841f --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qpf @@ -0,0 +1,6 @@ +DATE = "19:48:06 May 24, 2017" +QUARTUS_VERSION = "16.0.2" + +# Revisions + +PROJECT_REVISION = "CannonBall" diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qsf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qsf new file mode 100644 index 00000000..63d001fc --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.qsf @@ -0,0 +1,170 @@ +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Copyright (C) 1991-2014 Altera Corporation +# Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions +# and other software and tools, and its AMPP partner logic +# functions, and any output files from any of the foregoing +# (including device programming or simulation files), and any +# associated documentation or information are expressly subject +# to the terms and conditions of the Altera Program License +# Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License +# Agreement, or other applicable license agreement, including, +# without limitation, that your use is for the sole purpose of +# programming logic devices manufactured by Altera and sold by +# Altera or its authorized distributors. Please refer to the +# applicable agreement for further details. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Quartus II 64-Bit +# Version 13.1.4 Build 182 03/12/2014 SJ Web Edition +# Date created = 17:36:19 July 15, 2019 +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Notes: +# +# 1) The default values for assignments are stored in the file: +# CrazyKong_assignment_defaults.qdf +# If this file doesn't exist, see file: +# assignment_defaults.qdf +# +# 2) Altera recommends that you do not modify this file. This +# file is updated automatically by the Quartus II software +# and any changes you make may be lost or overwritten. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # + + + +# Project-Wide Assignments +# ======================== +set_global_assignment -name ORIGINAL_QUARTUS_VERSION 16.0.2 +set_global_assignment -name LAST_QUARTUS_VERSION 13.1 +set_global_assignment -name PROJECT_CREATION_TIME_DATE "19:48:06 MAY 24,2017" +set_global_assignment -name PRE_FLOW_SCRIPT_FILE "quartus_sh:rtl/build_id.tcl" +set_global_assignment -name PROJECT_OUTPUT_DIRECTORY output_files +set_global_assignment -name SYSTEMVERILOG_FILE rtl/cball_mist.sv +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_tile_bit1.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_tile_bit0.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_samples.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_program.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_palette.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_big_sprite_tile_bit1.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_big_sprite_tile_bit0.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_big_sprite_palette.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ckong_sound.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80s.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80_Reg.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80_Pack.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80_MCode.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80_ALU.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/T80/T80.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ym_2149_linmix.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/video_gen.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/gen_ram.vhd +set_global_assignment -name VERILOG_FILE rtl/pll.v +set_global_assignment -name QIP_FILE ../../../common/mist/mist.qip + +# Pin & Location Assignments +# ========================== +set_location_assignment PIN_7 -to LED +set_location_assignment PIN_54 -to CLOCK_27 +set_location_assignment PIN_144 -to VGA_R[5] +set_location_assignment PIN_143 -to VGA_R[4] +set_location_assignment PIN_142 -to VGA_R[3] +set_location_assignment PIN_141 -to VGA_R[2] +set_location_assignment PIN_137 -to VGA_R[1] +set_location_assignment PIN_135 -to VGA_R[0] +set_location_assignment PIN_133 -to VGA_B[5] +set_location_assignment PIN_132 -to VGA_B[4] +set_location_assignment PIN_125 -to VGA_B[3] +set_location_assignment PIN_121 -to VGA_B[2] +set_location_assignment PIN_120 -to VGA_B[1] +set_location_assignment PIN_115 -to VGA_B[0] +set_location_assignment PIN_114 -to VGA_G[5] +set_location_assignment PIN_113 -to VGA_G[4] +set_location_assignment PIN_112 -to VGA_G[3] +set_location_assignment PIN_111 -to VGA_G[2] +set_location_assignment PIN_110 -to VGA_G[1] +set_location_assignment PIN_106 -to VGA_G[0] +set_location_assignment PIN_136 -to VGA_VS +set_location_assignment PIN_119 -to VGA_HS +set_location_assignment PIN_65 -to AUDIO_L +set_location_assignment PIN_80 -to AUDIO_R +set_location_assignment PIN_105 -to SPI_DO +set_location_assignment PIN_88 -to SPI_DI +set_location_assignment PIN_126 -to SPI_SCK +set_location_assignment PIN_127 -to SPI_SS2 +set_location_assignment PIN_91 -to SPI_SS3 +set_location_assignment PIN_90 -to SPI_SS4 +set_location_assignment PIN_13 -to CONF_DATA0 + +# Classic Timing Assignments +# ========================== +set_global_assignment -name MIN_CORE_JUNCTION_TEMP 0 +set_global_assignment -name MAX_CORE_JUNCTION_TEMP 85 +set_global_assignment -name TIMEQUEST_DO_CCPP_REMOVAL ON +set_global_assignment -name TIMEQUEST_MULTICORNER_ANALYSIS ON + +# Analysis & Synthesis Assignments +# ================================ +set_global_assignment -name FAMILY "Cyclone III" +set_global_assignment -name TOP_LEVEL_ENTITY cball_mist +set_global_assignment -name DEVICE_FILTER_PIN_COUNT 144 +set_global_assignment -name DEVICE_FILTER_SPEED_GRADE 8 + +# Fitter Assignments +# ================== +set_global_assignment -name DEVICE EP3C25E144C8 +set_global_assignment -name CYCLONEIII_CONFIGURATION_SCHEME "PASSIVE SERIAL" +set_global_assignment -name CRC_ERROR_OPEN_DRAIN OFF +set_global_assignment -name FORCE_CONFIGURATION_VCCIO ON +set_global_assignment -name STRATIX_DEVICE_IO_STANDARD "3.3-V LVTTL" +set_global_assignment -name CYCLONEII_RESERVE_NCEO_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DATA0_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DATA1_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_FLASH_NCE_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DCLK_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" + +# Assembler Assignments +# ===================== +set_global_assignment -name USE_CONFIGURATION_DEVICE OFF +set_global_assignment -name GENERATE_RBF_FILE ON + +# SignalTap II Assignments +# ======================== +set_global_assignment -name ENABLE_SIGNALTAP OFF +set_global_assignment -name USE_SIGNALTAP_FILE stp1.stp + +# Power Estimation Assignments +# ============================ +set_global_assignment -name POWER_PRESET_COOLING_SOLUTION "23 MM HEAT SINK WITH 200 LFPM AIRFLOW" +set_global_assignment -name POWER_BOARD_THERMAL_MODEL "NONE (CONSERVATIVE)" + +# Advanced I/O Timing Assignments +# =============================== +set_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_NEAR_END_VMEAS "HALF VCCIO" -rise +set_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_NEAR_END_VMEAS "HALF VCCIO" -fall +set_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_FAR_END_VMEAS "HALF SIGNAL SWING" -rise +set_global_assignment -name OUTPUT_IO_TIMING_FAR_END_VMEAS "HALF SIGNAL SWING" -fall + +# ------------------------ +# start ENTITY(ckong_mist) + + # start DESIGN_PARTITION(Top) + # --------------------------- + + # Incremental Compilation Assignments + # =================================== + + # end DESIGN_PARTITION(Top) + # ------------------------- + +# end ENTITY(ckong_mist) +# ---------------------- +set_global_assignment -name PARTITION_NETLIST_TYPE SOURCE -section_id Top +set_global_assignment -name PARTITION_FITTER_PRESERVATION_LEVEL PLACEMENT_AND_ROUTING -section_id Top +set_global_assignment -name PARTITION_COLOR 16764057 -section_id Top +set_instance_assignment -name PARTITION_HIERARCHY root_partition -to | -section_id Top \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.srf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.srf new file mode 100644 index 00000000..4174c086 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/CannonBall.srf @@ -0,0 +1,9 @@ +{ "" "" "" "Inferred dual-clock RAM node \"mist_video:mist_video\|osd:osd\|osd_buffer_rtl_0\" from synchronous design logic. The read-during-write behavior of a dual-clock RAM is undefined and may not match the behavior of the original design." { } { } 0 276027 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "6 pins must meet Altera requirements for 3.3-, 3.0-, and 2.5-V interfaces. For more information, refer to AN 447: Interfacing Cyclone III Devices with 3.3/3.0/2.5-V LVTTL/LVCMOS I/O Systems." { } { } 0 169177 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "Design contains 1 input pin(s) that do not drive logic" { } { } 0 21074 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "PLL \"pll:pll\|altpll:altpll_component\|pll_altpll:auto_generated\|pll1\" has parameters clk1_multiply_by and clk1_divide_by specified but port CLK\[1\] is not connected" { } { } 0 15899 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "TimeQuest Timing Analyzer is analyzing 2 combinational loops as latches." { } { } 0 335093 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "8192 out of 32768 addresses are uninitialized. The Quartus II software will initialize them to \"0\". There are 1 warnings found, and 1 warnings are reported." { } { } 0 113028 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "Output pins are stuck at VCC or GND" { } { } 0 13024 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "PCI-clamp diode is not supported in this mode. The following 1 pins must meet the Altera requirements for 3.3V, 3.0V, and 2.5V interfaces if they are connected to devices other than the supported configuration devices. In these cases, Altera recommends termination method as specified in the Application Note 447." { } { } 0 169203 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} +{ "" "" "" "5 hierarchies have connectivity warnings - see the Connectivity Checks report folder" { } { } 0 12241 "" 0 0 "Quartus II" 0 -1 0 ""} diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/README.txt b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/README.txt new file mode 100644 index 00000000..1bfd6ecb --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/README.txt @@ -0,0 +1,175 @@ +Cannonball Port to Mist FPGA by Gehstock + +todo: Protecion + +------------------------------------------------- +Crazy Kong (Falcon) FPGA - (darfpga@aol.fr) +-- http://darfpga.blogspot.fr +------------------------------------------------- +-- Crazy kong releases +-- +-- Release 0.0 - 2014 -Dar +-- External sram required +-- +-- Release 0.1 - 06/06/2018 - Dar +-- DE10_lite board +-- No external sram required +-- 478kbits internal ram +-- +------------------------------------------------- +Educational use only +Do not redistribute synthetized file with roms +Do not redistribute roms whatever the form +Use at your own risk +------------------------------------------------- +make sure to use ckongpt2.zip roms +(MAME Crazy kong part II (set 1) - Falcon) +------------------------------------------------------------------------- +-- See my previous bagman/ckong release (2014) for some more explanations +------------------------------------------------------------------------- +The original arcade hardware PCB contains 10 memory regions + + cpu addressable space + + - program rom 24Kx8, cpu only access + - working ram ram 3Kx8, cpu only access + - color/sprite-data ram 1Kx8, cpu + (2 access / 8 pixels) + - background buffer ram 1Kx8, cpu + (1 access / 8 pixels) + - big sprite buffer ram 256x8 cpu + (1 access / 8 pixels) + + non cpu addressable region + + - background/sprite graphics rom 8Kx16, (1 access / 8 pixels) + - big sprite graphics rom 2Kx16, (1 access / 8 pixels) + - background/sprite color palette rom 64x8 , (1 access / pixels) + - big sprite color palette rom 32x8 , (1 access / pixels) + - sound samples rom 8Kx8 , low rate + +The pixel clock is 6MHz, the cpu clock is 3MHz. + +Background color contains 2 high bits of tile code. +Sprite color contains horizontal and vertical invert control + +x/y/color big sprite are 3 sequentialy accessed during the first 3 +sprites area. + + +Big sprite color contains horizontal and vertical invert control + +Video frame is 384 pixels x 264 lines. + +Video display is 256 pixels x 240 lines. +Each lines contains 8 sprites and 32 background tiles. +Each frames contains 28 background tiles height. + +Each tile is 8x8 pixels +Each sprite is 16x16 pixels + +Big sprite is a 8x8 tile graphic + +Sound is composed of AY-3-8910 music and sound samples. +-------------------------------------------------------------------- + +--------------- +VHDL File list +--------------- + +ckong_de10_lite.vhd Top level for de10-lite board + +max10_pll_12M.vhd PLL 12MHz from 50MHz altera mf + +ckong.vhd Main logic + +video_gen.vhd Video scheduler, syncs (h,v and composite) +line_doubler.vhd Line doubler 15kHz -> 31kHz + +ckong_sound.vhd Music and samples logic + +kbd_joystick.vhd Keyboard key to player/coin input + +rtl_T80/T80s.vhd T80 Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +rtl_T80/T80_Reg.vhd +rtl_T80/T80_Pack.vhd +rtl_T80/T80_MCode.vhd +rtl_T80/T80_ALU.vhd +rtl_T80/T80.vhd + +io_ps2_keyboard.vhd Copyright 2005-2008 by Peter Wendrich (pwsoft@syntiac.com) + +ym_2149_linmix.vhd Copyright (c) MikeJ - Jan 2005 + +---------------------- +Quartus project files +---------------------- +de10_lite/ckong_de10_lite.qsf de10_lite settings (files,pins...) +de10_lite/ckong_de10_lite.qpf de10_lite project + +----------------------------- +Required ROMs (Not included) +----------------------------- +You need the following 17 ROMs from ckongpt2.zip +(MAME Crazy kong part II (set 1) - Falcon) + +d05-07.bin / 7.5d CRC(b27df032) SHA1(57f9be139c610405e3c2fddd7093dfb1277e450e) +f05-08.bin / 8.5e CRC(5dc1aaba) SHA1(42b9e5946ffce7c156d114bde68f37c2c34853c4) +h05-09.bin / 9.5h CRC(c9054c94) SHA1(1aa08d2501ee620759fd5c111e12f6d432c25294) +k05-10.bin / 10.5k CRC(069c4797) SHA1(03be185e6914ec7f3770ce3da4eb49cdb97adc85) +l05-11.bin / 11.5l CRC(ae159192) SHA1(d467256a3a366e246243e7828ff4a45d4c146e2c) +n05-12.bin / 12.5n CRC(966bc9ab) SHA1(4434fc620169ffea1b1f227b61674e1daf79b54b) + +prom.v6 CRC(b3fc1505) SHA1(5b94adde0428a26b815c7eb9b3f3716470d349c7) +prom.u6 CRC(26aada9e) SHA1(f59645e606ea4f0dd0fc4ea47dd03f526c534941) +prom.t6 CRC(676b3166) SHA1(29b9434cd34d43ea5664e436e2a24b54f8d88aac) + +n11-06.bin / 6.11n CRC(2dcedd12) SHA1(dfdcfc21bcba7c8e148ee54daae511ca78c58e70) +l11-05.bin / 5.11l CRC(fa7cbd91) SHA1(0208d2ebc59f3600005476b6987472685bc99d67) +k11-04.bin / 4.11k CRC(3375b3bd) SHA1(a00b3c31cff123aab6ac0833aabfdd663302971a) +h11-03.bin / 3.11h CRC(5655cc11) SHA1(5195e9b2a60c54280b48b32ee8248090904dbc51) + +c11-02.bin / 2.11c CRC(d1352c31) SHA1(da726a63a8be830d695afeddc1717749af8c9d47) +a11-01.bin / 1.11a CRC(a7a2fdbd) SHA1(529865f8bbfbdbbf34ac39c70ef17e6d5bd0f845) + +cc13j.bin / 14.5s CRC(5f0bcdfb) SHA1(7f79bf6de117348f606696ed7ea1937bbf926612) +cc12j.bin / 13.5p CRC(9003ffbd) SHA1(fd016056aabc23957643f37230f03842294f795e) + +------ +Tools +------ +You need to build vhdl ROM image files from the binary file : + - Unzip the roms file in the tools/ckong_unzip directory + - Double click (execute) the script tools/make_ckong_proms.bat to get the following files + +ckong_program.vhd +ckong_tile_bit0.vhd +ckong_tile_bit1.vhd +ckong_big_sprite_tile_bit0.vhd +ckong_big_sprite_tile_bit1.vhd +ckong_palette.vhd +ckong_big_sprite_palette.vhd +ckong_samples.vhd + +*DO NOT REDISTRIBUTE THESE FILES* + +The script make_ckong_proms uses make_vhdl_prom and and duplicate_byte executables delivered both in linux and windows version. The script itself is delivered only in windows version (.bat) but should be easily ported to linux. + +Source code of make_vhdl_prom.c and and duplicate_byte.c is also delivered. + +--------------------------------- +Compiling for de10_lite +--------------------------------- +You can rebuild the project with ROM image embeded in the sof file. DO NOT REDISTRIBUTE THESE FILES. +4 steps + + - put the VHDL rom files into the project directory + - rebuild ckong_de10_lite project + - program ckong_de10_lite.sof into the fpga + +-------------------- +Keyboard and swicth +-------------------- +Use directional key to move, space to jump, F1/F2 to start player 1/2 and F3 for coins. +de10_lite sw0 allow to switch 15kHz/31kHz + +------------------------ +End of file +------------------------ \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/clean.bat b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/clean.bat new file mode 100644 index 00000000..5d639a0a --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/clean.bat @@ -0,0 +1,38 @@ +@echo off +del /s *.bak +del /s *.orig +del /s *.rej +del /s *~ +rmdir /s /q db +rmdir /s /q incremental_db +rmdir /s /q output_files +rmdir /s /q simulation +rmdir /s /q greybox_tmp +rmdir /s /q hc_output +rmdir /s /q .qsys_edit +rmdir /s /q hps_isw_handoff +rmdir /s /q sys\.qsys_edit +rmdir /s /q sys\vip +cd sys +for /d %%i in (*_sim) do rmdir /s /q "%%~nxi" +cd .. +for /d %%i in (*_sim) do rmdir /s /q "%%~nxi" +del /s build_id.v +del c5_pin_model_dump.txt +del PLLJ_PLLSPE_INFO.txt +del /s *.qws +del /s *.ppf +del /s *.ddb +del /s *.csv +del /s *.cmp +del /s *.sip +del /s *.spd +del /s *.bsf +del /s *.f +del /s *.sopcinfo +del /s *.xml +del /s new_rtl_netlist +del /s old_rtl_netlist +del /s PLLJ_PLLSPE_INFO.txt + +pause diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80.vhd new file mode 100644 index 00000000..398fa0df --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80.vhd @@ -0,0 +1,1073 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed wait and halt +-- +-- 0211 : Fixed Refresh addition and IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0232 : Removed refresh address output for Mode > 1 and added DJNZ M1_n fix by Mike Johnson +-- +-- 0235 : Added clock enable and IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0237 : Changed 8080 I/O address output, added IntE output +-- +-- 0238 : Fixed (IX/IY+d) timing and 16 bit ADC and SBC zero flag +-- +-- 0240 : Added interrupt ack fix by Mike Johnson, changed (IX/IY+d) timing and changed flags in GB mode +-- +-- 0242 : Added I/O wait, fixed refresh address, moved some registers to RAM +-- +-- 0247 : Fixed bus req/ack cycle +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80 is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); 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+ end if; + + if TState = 1 and Auto_Wait_t1 = '0' then + DO <= BusB; + if I_RLD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusA(3 downto 0); + DO(7 downto 4) <= BusB(3 downto 0); + end if; + if I_RRD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusB(7 downto 4); + DO(7 downto 4) <= BusA(3 downto 0); + end if; + end if; + + if T_Res = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= Set_BusA_To; + Read_To_Reg_r(4) <= Read_To_Reg; + if Read_To_Acc = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= "0111"; + Read_To_Reg_r(4) <= '1'; + end if; + end if; + + if TState = 1 and I_BT = '1' then + F(Flag_X) <= ALU_Q(3); + F(Flag_Y) <= ALU_Q(1); + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + if I_BC = '1' or I_BT = '1' then + F(Flag_P) <= IncDecZ; + end if; + + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10111" => + ACC <= Save_Mux; + when "10110" => + DO <= Save_Mux; + when "11000" => + SP(7 downto 0) <= unsigned(Save_Mux); + when "11001" => + SP(15 downto 8) <= unsigned(Save_Mux); + when "11011" => + F <= Save_Mux; + when others => + end case; + end if; + + end if; + + end if; + + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- BC('), DE('), HL('), IX and IY +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + -- Bus A / Write + RegAddrA_r <= Alternate & Set_BusA_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusA_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrA_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Bus B + RegAddrB_r <= Alternate & Set_BusB_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusB_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrB_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Address from register + RegAddrC <= Alternate & Set_Addr_To(1 downto 0); + -- Jump (HL), LD SP,HL + if (JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') then + RegAddrC <= Alternate & "10"; + end if; + if ((JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') and XY_State /= "00") or (MCycle = "110") then + RegAddrC <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + if I_DJNZ = '1' and Save_ALU_r = '1' and Mode < 2 then + IncDecZ <= F_Out(Flag_Z); + end if; + if (TState = 2 or (TState = 3 and MCycle = "001")) and IncDec_16(2 downto 0) = "100" then + if ID16 = 0 then + IncDecZ <= '0'; + else + IncDecZ <= '1'; + end if; + end if; + + RegBusA_r <= RegBusA; + end if; + end if; + end process; + + RegAddrA <= + -- 16 bit increment/decrement + Alternate & IncDec_16(1 downto 0) when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and XY_State = "00" else + XY_State(1) & "11" when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and IncDec_16(1 downto 0) = "10" else + -- EX HL,DL + Alternate & "10" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 4 else + -- Bus A / Write + RegAddrA_r; + + RegAddrB <= + -- EX HL,DL + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + -- Bus B + RegAddrB_r; + + ID16 <= signed(RegBusA) - 1 when IncDec_16(3) = '1' else + signed(RegBusA) + 1; + + process (Save_ALU_r, Auto_Wait_t1, ALU_OP_r, Read_To_Reg_r, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegWEH <= '0'; + RegWEL <= '0'; + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10000" | "10001" | "10010" | "10011" | "10100" | "10101" => + RegWEH <= not Read_To_Reg_r(0); + RegWEL <= Read_To_Reg_r(0); + when others => + end case; + end if; + + if ExchangeDH = '1' and (TState = 3 or TState = 4) then + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and Wait_n = '1' and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + case IncDec_16(1 downto 0) is + when "00" | "01" | "10" => + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + when others => + end case; + end if; + end process; + + process (Save_Mux, RegBusB, RegBusA_r, ID16, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegDIH <= Save_Mux; + RegDIL <= Save_Mux; + + if ExchangeDH = '1' and TState = 3 then + RegDIH <= RegBusB(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusB(7 downto 0); + end if; + if ExchangeDH = '1' and TState = 4 then + RegDIH <= RegBusA_r(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusA_r(7 downto 0); + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + RegDIH <= std_logic_vector(ID16(15 downto 8)); + RegDIL <= std_logic_vector(ID16(7 downto 0)); + end if; + end process; + + Regs : T80_Reg + port map( + Clk => CLK_n, + CEN => ClkEn, + WEH => RegWEH, + WEL => RegWEL, + AddrA => RegAddrA, + AddrB => RegAddrB, + AddrC => RegAddrC, + DIH => RegDIH, + DIL => RegDIL, + DOAH => RegBusA(15 downto 8), + DOAL => RegBusA(7 downto 0), + DOBH => RegBusB(15 downto 8), + DOBL => RegBusB(7 downto 0), + DOCH => RegBusC(15 downto 8), + DOCL => RegBusC(7 downto 0)); + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Buses +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + case Set_BusB_To is + when "0111" => + BusB <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusB_To(0) = '1' then + BusB <= RegBusB(7 downto 0); + else + BusB <= RegBusB(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusB <= DI_Reg; + when "1000" => + BusB <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusB <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusB <= "00000001"; + when "1011" => + BusB <= F; + when "1100" => + BusB <= std_logic_vector(PC(7 downto 0)); + when "1101" => + BusB <= std_logic_vector(PC(15 downto 8)); + when "1110" => + BusB <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + + case Set_BusA_To is + when "0111" => + BusA <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusA_To(0) = '1' then + BusA <= RegBusA(7 downto 0); + else + BusA <= RegBusA(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusA <= DI_Reg; + when "1000" => + BusA <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusA <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusA <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + end if; + end if; + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Generate external control signals +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n,CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RFSH_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if MCycle = "001" and ((TState = 2 and Wait_n = '1') or TState = 3) then + RFSH_n <= '0'; + else + RFSH_n <= '1'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + MC <= std_logic_vector(MCycle); + TS <= std_logic_vector(TState); + DI_Reg <= DI; + HALT_n <= not Halt_FF; + BUSAK_n <= not BusAck; + IntCycle_n <= not IntCycle; + IntE <= IntE_FF1; + IORQ <= IORQ_i; + Stop <= I_DJNZ; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Syncronise inputs +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + variable OldNMI_n : std_logic; + begin + if RESET_n = '0' then + BusReq_s <= '0'; + INT_s <= '0'; + NMI_s <= '0'; + OldNMI_n := '0'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + BusReq_s <= not BUSRQ_n; + INT_s <= not INT_n; + if NMICycle = '1' then + NMI_s <= '0'; + elsif NMI_n = '0' and OldNMI_n = '1' then + NMI_s <= '1'; + end if; + OldNMI_n := NMI_n; + end if; + end if; + end process; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Main state machine +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + MCycle <= "001"; + TState <= "000"; + Pre_XY_F_M <= "000"; + Halt_FF <= '0'; + BusAck <= '0'; + NMICycle <= '0'; + IntCycle <= '0'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + No_BTR <= '0'; + Auto_Wait_t1 <= '0'; + Auto_Wait_t2 <= '0'; + M1_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if T_Res = '1' then + Auto_Wait_t1 <= '0'; + else + Auto_Wait_t1 <= Auto_Wait or IORQ_i; + end if; + Auto_Wait_t2 <= Auto_Wait_t1; + No_BTR <= (I_BT and (not IR(4) or not F(Flag_P))) or + (I_BC and (not IR(4) or F(Flag_Z) or not F(Flag_P))) or + (I_BTR and (not IR(4) or F(Flag_Z))); + if TState = 2 then + if SetEI = '1' then + IntE_FF1 <= '1'; + IntE_FF2 <= '1'; + end if; + if I_RETN = '1' then + IntE_FF1 <= IntE_FF2; + end if; + end if; + if TState = 3 then + if SetDI = '1' then + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + end if; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + Halt_FF <= '0'; + end if; + if MCycle = "001" and TState = 2 and Wait_n = '1' then + M1_n <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' and BusAck = '1' then + else + BusAck <= '0'; + if TState = 2 and Wait_n = '0' then + elsif T_Res = '1' then + if Halt = '1' then + Halt_FF <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' then + BusAck <= '1'; + else + TState <= "001"; + if NextIs_XY_Fetch = '1' then + MCycle <= "110"; + Pre_XY_F_M <= MCycle; + if IR = "00110110" and Mode = 0 then + Pre_XY_F_M <= "010"; + end if; + elsif (MCycle = "111") or + (MCycle = "110" and Mode = 1 and ISet /= "01") then + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(Pre_XY_F_M) + 1); + elsif (MCycle = MCycles) or + No_BTR = '1' or + (MCycle = "010" and I_DJNZ = '1' and IncDecZ = '1') then + M1_n <= '0'; + MCycle <= "001"; + IntCycle <= '0'; + NMICycle <= '0'; + if NMI_s = '1' and Prefix = "00" then + NMICycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + elsif (IntE_FF1 = '1' and INT_s = '1') and Prefix = "00" and SetEI = '0' then + IntCycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + else + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(MCycle) + 1); + end if; + end if; + else + if (Auto_Wait = '1' and Auto_Wait_t2 = '0') nor + (IOWait = 1 and IORQ_i = '1' and Auto_Wait_t1 = '0') then + TState <= TState + 1; + end if; + end if; + end if; + if TState = 0 then + M1_n <= '0'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + process (IntCycle, NMICycle, MCycle) + begin + Auto_Wait <= '0'; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + if MCycle = "001" then + Auto_Wait <= '1'; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd new file mode 100644 index 00000000..86fddce7 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd @@ -0,0 +1,351 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0238 : Fixed zero flag for 16 bit SBC and ADC +-- +-- 0240 : Added GB operations +-- +-- 0242 : Cleanup +-- +-- 0247 : Cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_ALU is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_ALU; + +architecture rtl of T80_ALU is + + procedure AddSub(A : std_logic_vector; + B : std_logic_vector; + Sub : std_logic; + Carry_In : std_logic; + signal Res : out std_logic_vector; + signal Carry : out std_logic) is + variable B_i : unsigned(A'length - 1 downto 0); + variable Res_i : unsigned(A'length + 1 downto 0); + begin + if Sub = '1' then + B_i := not unsigned(B); + else + B_i := unsigned(B); + end if; + Res_i := unsigned("0" & A & Carry_In) + unsigned("0" & B_i & "1"); + Carry <= Res_i(A'length + 1); + Res <= std_logic_vector(Res_i(A'length downto 1)); + end; + + -- AddSub variables (temporary signals) + signal UseCarry : std_logic; + signal Carry7_v : std_logic; + signal Overflow_v : std_logic; + signal HalfCarry_v : std_logic; + signal Carry_v : std_logic; + signal Q_v : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal BitMask : std_logic_vector(7 downto 0); + +begin + + with IR(5 downto 3) select BitMask <= "00000001" when "000", + "00000010" when "001", + "00000100" when "010", + "00001000" when "011", + "00010000" when "100", + "00100000" when "101", + "01000000" when "110", + "10000000" when others; + + UseCarry <= not ALU_Op(2) and ALU_Op(0); + AddSub(BusA(3 downto 0), BusB(3 downto 0), ALU_Op(1), ALU_Op(1) xor (UseCarry and F_In(Flag_C)), Q_v(3 downto 0), HalfCarry_v); + AddSub(BusA(6 downto 4), BusB(6 downto 4), ALU_Op(1), HalfCarry_v, Q_v(6 downto 4), Carry7_v); + AddSub(BusA(7 downto 7), BusB(7 downto 7), ALU_Op(1), Carry7_v, Q_v(7 downto 7), Carry_v); + OverFlow_v <= Carry_v xor Carry7_v; + + process (Arith16, ALU_OP, F_In, BusA, BusB, IR, Q_v, Carry_v, HalfCarry_v, OverFlow_v, BitMask, ISet, Z16) + variable Q_t : std_logic_vector(7 downto 0); + variable DAA_Q : unsigned(8 downto 0); + begin + Q_t := "--------"; + F_Out <= F_In; + DAA_Q := "---------"; + case ALU_Op is + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" | "0110" | "0111" => + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_C) <= '0'; + case ALU_OP(2 downto 0) is + when "000" | "001" => -- ADD, ADC + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_C) <= Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "010" | "011" | "111" => -- SUB, SBC, CP + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_N) <= '1'; + F_Out(Flag_C) <= not Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= not HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "100" => -- AND + Q_t(7 downto 0) := BusA and BusB; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + when "101" => -- XOR + Q_t(7 downto 0) := BusA xor BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + when others => -- OR "110" + Q_t(7 downto 0) := BusA or BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end case; + if ALU_Op(2 downto 0) = "111" then -- CP + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + else + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + end if; + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + if Z16 = '1' then + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); -- 16 bit ADC,SBC + end if; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + case ALU_Op(2 downto 0) is + when "000" | "001" | "010" | "011" | "111" => -- ADD, ADC, SUB, SBC, CP + when others => + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + end case; + if Arith16 = '1' then + F_Out(Flag_S) <= F_In(Flag_S); + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); + F_Out(Flag_P) <= F_In(Flag_P); + end if; + when "1100" => + -- DAA + F_Out(Flag_H) <= F_In(Flag_H); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C); + DAA_Q(7 downto 0) := unsigned(BusA); + DAA_Q(8) := '0'; + if F_In(Flag_N) = '0' then + -- After addition + -- Alow > 9 or H = 1 + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if (DAA_Q(3 downto 0) > 9) then + F_Out(Flag_H) <= '1'; + else + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q := DAA_Q + 6; + end if; + -- new Ahigh > 9 or C = 1 + if DAA_Q(8 downto 4) > 9 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q + 96; -- 0x60 + end if; + else + -- After subtraction + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if DAA_Q(3 downto 0) > 5 then + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q(7 downto 0) := DAA_Q(7 downto 0) - 6; + end if; + if unsigned(BusA) > 153 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q - 352; -- 0x160 + end if; + end if; + F_Out(Flag_X) <= DAA_Q(3); + F_Out(Flag_Y) <= DAA_Q(5); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C) or DAA_Q(8); + Q_t := std_logic_vector(DAA_Q(7 downto 0)); + if DAA_Q(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= DAA_Q(7); + F_Out(Flag_P) <= not (DAA_Q(0) xor DAA_Q(1) xor DAA_Q(2) xor DAA_Q(3) xor + DAA_Q(4) xor DAA_Q(5) xor DAA_Q(6) xor DAA_Q(7)); + when "1101" | "1110" => + -- RLD, RRD + Q_t(7 downto 4) := BusA(7 downto 4); + if ALU_Op(0) = '1' then + Q_t(3 downto 0) := BusB(7 downto 4); + else + Q_t(3 downto 0) := BusB(3 downto 0); + end if; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + when "1001" => + -- BIT + Q_t(7 downto 0) := BusB and BitMask; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + F_Out(Flag_P) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + F_Out(Flag_P) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= '0'; + F_Out(Flag_Y) <= '0'; + if IR(2 downto 0) /= "110" then + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + end if; + when "1010" => + -- SET + Q_t(7 downto 0) := BusB or BitMask; + when "1011" => + -- RES + Q_t(7 downto 0) := BusB and not BitMask; + when "1000" => + -- ROT + case IR(5 downto 3) is + when "000" => -- RLC + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := BusA(7); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "010" => -- RL + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "001" => -- RRC + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := BusA(0); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "011" => -- RR + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "100" => -- SLA + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '0'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "110" => -- SLL (Undocumented) / SWAP + if Mode = 3 then + Q_t(7 downto 4) := BusA(3 downto 0); + Q_t(3 downto 0) := BusA(7 downto 4); + F_Out(Flag_C) <= '0'; + else + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '1'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + end if; + when "101" => -- SRA + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); 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IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0211 : Fixed IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0235 : Added IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0238 : Added NoRead signal +-- +-- 0238b: Fixed instruction timing for POP and DJNZ +-- +-- 0240 : Added (IX/IY+d) states, removed op-codes from mode 2 and added all remaining mode 3 op-codes +-- +-- 0242 : Fixed I/O instruction timing, cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_MCode is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + IR : in std_logic_vector(7 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + MCycle : in std_logic_vector(2 downto 0); + F : in std_logic_vector(7 downto 0); + NMICycle : in std_logic; + IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); 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+ + function is_cc_true( + F : std_logic_vector(7 downto 0); + cc : bit_vector(2 downto 0) + ) return boolean is + begin + if Mode = 3 then + case cc is + when "000" => return F(7) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(7) = '1'; -- Z + when "010" => return F(4) = '0'; -- NC + when "011" => return F(4) = '1'; -- C + when "100" => return false; + when "101" => return false; + when "110" => return false; + when "111" => return false; + end case; + else + case cc is + when "000" => return F(6) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(6) = '1'; -- Z + when "010" => return F(0) = '0'; -- NC + when "011" => return F(0) = '1'; -- C + when "100" => return F(2) = '0'; -- PO + when "101" => return F(2) = '1'; -- PE + when "110" => return F(7) = '0'; -- P + when "111" => return F(7) = '1'; -- M + end case; + end if; + end; + +begin + + process (IR, ISet, MCycle, F, NMICycle, IntCycle) + variable DDD : std_logic_vector(2 downto 0); + variable SSS : std_logic_vector(2 downto 0); + variable DPair : std_logic_vector(1 downto 0); + variable IRB : bit_vector(7 downto 0); + begin + DDD := IR(5 downto 3); + SSS := IR(2 downto 0); + DPair := IR(5 downto 4); + IRB := to_bitvector(IR); + + MCycles <= "001"; + if MCycle = "001" then + TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + Prefix <= "00"; + Inc_PC <= '0'; + Inc_WZ <= '0'; + IncDec_16 <= "0000"; + Read_To_Acc <= '0'; + Read_To_Reg <= '0'; + Set_BusB_To <= "0000"; + Set_BusA_To <= "0000"; + ALU_Op <= "0" & IR(5 downto 3); + Save_ALU <= '0'; + PreserveC <= '0'; + Arith16 <= '0'; + IORQ <= '0'; + Set_Addr_To <= aNone; + Jump <= '0'; + JumpE <= '0'; + JumpXY <= '0'; + Call <= '0'; + RstP <= '0'; + LDZ <= '0'; + LDW <= '0'; + LDSPHL <= '0'; + Special_LD <= "000"; + ExchangeDH <= '0'; + ExchangeRp <= '0'; + ExchangeAF <= '0'; + ExchangeRS <= '0'; + I_DJNZ <= '0'; + I_CPL <= '0'; + I_CCF <= '0'; + I_SCF <= '0'; + I_RETN <= '0'; + I_BT <= '0'; + I_BC <= '0'; + I_BTR <= '0'; + I_RLD <= '0'; + I_RRD <= '0'; + I_INRC <= '0'; + SetDI <= '0'; + SetEI <= '0'; + IMode <= "11"; 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+ when "00000110"|"00001110"|"00010110"|"00011110"|"00100110"|"00101110"|"00111110" => + -- LD r,n + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01111110" => + -- LD r,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" => + -- LD (HL),r + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00110110" => + -- LD (HL),n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; 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+ case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1000"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1001"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + when "00101010" => + if Mode = 3 then + -- LDI A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD HL,(nn) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100010" => + if Mode = 3 then + -- LDI (HL),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD (nn),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "0101"; -- L + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "0100"; -- H + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11111001" => + -- LD SP,HL + TStates <= "110"; + LDSPHL <= '1'; + when "11000101"|"11010101"|"11100101"|"11110101" => + -- PUSH qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "0111"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '0'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 2 => + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "1011"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '1'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + Write <= '1'; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000001"|"11010001"|"11100001"|"11110001" => + -- POP qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1011"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "0111"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + +-- EXCHANGE, BLOCK TRANSFER AND SEARCH GROUP + when "11101011" => + if Mode /= 3 then + -- EX DE,HL + ExchangeDH <= '1'; + end if; + when "00001000" => + if Mode = 3 then + -- LD (nn),SP + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1000"; + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "1001"; + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EX AF,AF' + ExchangeAF <= '1'; + end if; + when "11011001" => + if Mode = 3 then + -- RETI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + I_RETN <= '1'; + SetEI <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EXX + ExchangeRS <= '1'; + end if; + when "11100011" => + if Mode /= 3 then + -- EX (SP),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0101"; + Set_BusB_To <= "0101"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0100"; + Set_BusB_To <= "0100"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 5 => + IncDec_16 <= "1111"; + TStates <= "101"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +-- 8 BIT ARITHMETIC AND LOGICAL GROUP + when "10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011111" + |"10100000"|"10100001"|"10100010"|"10100011"|"10100100"|"10100101"|"10100111" + |"10101000"|"10101001"|"10101010"|"10101011"|"10101100"|"10101101"|"10101111" + |"10110000"|"10110001"|"10110010"|"10110011"|"10110100"|"10110101"|"10110111" + |"10111000"|"10111001"|"10111010"|"10111011"|"10111100"|"10111101"|"10111111" => + -- ADD A,r + -- ADC A,r + -- SUB A,r + -- SBC A,r + -- AND A,r + -- OR A,r + -- XOR A,r + -- CP A,r + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- ADD A,(HL) + -- ADC A,(HL) + -- SUB A,(HL) + -- SBC A,(HL) + -- AND A,(HL) + -- OR A,(HL) + -- XOR A,(HL) + -- CP A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + when others => null; + end case; + when "11000110"|"11001110"|"11010110"|"11011110"|"11100110"|"11101110"|"11110110"|"11111110" => + -- ADD A,n + -- ADC A,n + -- SUB A,n + -- SBC A,n + -- AND A,n + -- OR A,n + -- XOR A,n + -- CP A,n + MCycles <= "010"; + if MCycle = "010" then + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + end if; + when "00000100"|"00001100"|"00010100"|"00011100"|"00100100"|"00101100"|"00111100" => + -- INC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + when "00110100" => + -- INC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00000101"|"00001101"|"00010101"|"00011101"|"00100101"|"00101101"|"00111101" => + -- DEC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when "00110101" => + -- DEC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + ALU_Op <= "0010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- GENERAL PURPOSE ARITHMETIC AND CPU CONTROL GROUPS + when "00100111" => + -- DAA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + ALU_Op <= "1100"; + Save_ALU <= '1'; + when "00101111" => + -- CPL + I_CPL <= '1'; + when "00111111" => + -- CCF + I_CCF <= '1'; + when "00110111" => + -- SCF + I_SCF <= '1'; + when "00000000" => + if NMICycle = '1' then + -- NMI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif IntCycle = '1' then + -- INT (IM 2) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + LDZ <= '1'; + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 5 => + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + else + -- NOP + end if; + when "01110110" => + -- HALT + Halt <= '1'; + when "11110011" => + -- DI + SetDI <= '1'; + when "11111011" => + -- EI + SetEI <= '1'; + +-- 16 BIT ARITHMETIC GROUP + when "00001001"|"00011001"|"00101001"|"00111001" => + -- ADD HL,ss + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + NoRead <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + when others => + Set_BusB_To <= "1000"; + end case; + TStates <= "100"; + Arith16 <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + when others => + Set_BusB_To <= "1001"; + end case; + Arith16 <= '1'; + when others => + end case; + when "00000011"|"00010011"|"00100011"|"00110011" => + -- INC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "01"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + when "00001011"|"00011011"|"00101011"|"00111011" => + -- DEC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "11"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + +-- ROTATE AND SHIFT GROUP + when "00000111" + -- RLCA + |"00010111" + -- RLA + |"00001111" + -- RRCA + |"00011111" => + -- RRA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + +-- JUMP GROUP + when "11000011" => + -- JP nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000010"|"11001010"|"11010010"|"11011010"|"11100010"|"11101010"|"11110010"|"11111010" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+C),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "01" => + -- LD (nn),A + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 4 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+C) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "11" => + -- LD A,(nn) + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + when 4 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- JP cc,nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Jump <= '1'; + end if; + when others => null; + end case; + end if; + when "00011000" => + if Mode /= 2 then + -- JR e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00111000" => + if Mode /= 2 then + -- JR C,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00110000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NC,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00101000" => + if Mode /= 2 then + -- JR Z,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11101001" => + -- JP (HL) + JumpXY <= '1'; + when "00010000" => + if Mode = 3 then + I_DJNZ <= '1'; + elsif Mode < 2 then + -- DJNZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + I_DJNZ <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + I_DJNZ <= '1'; + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + +-- CALL AND RETURN GROUP + when "11001101" => + -- CALL nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + IncDec_16 <= "1111"; + Inc_PC <= '1'; + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000100"|"11001100"|"11010100"|"11011100"|"11100100"|"11101100"|"11110100"|"11111100" => + if IR(5) = '0' or Mode /= 3 then + -- CALL cc,nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To <= "1101"; + else + MCycles <= "011"; + end if; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11001001" => + -- RET + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + when "11000000"|"11001000"|"11010000"|"11011000"|"11100000"|"11101000"|"11110000"|"11111000" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+nn),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01" => + -- ADD SP,n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + ALU_Op <= "0000"; + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To <= "1000"; + Set_BusB_To <= "0110"; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To <= "1001"; + Set_BusB_To <= "1110"; -- Incorrect unsigned !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! + when others => + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+nn) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11" => + -- LD HL,SP+n -- Not correct !!!!!!!!!!!!!!!!!!! + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- RET cc + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Set_Addr_TO <= aSP; + else + MCycles <= "001"; + end if; + TStates <= "101"; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11000111"|"11001111"|"11010111"|"11011111"|"11100111"|"11101111"|"11110111"|"11111111" => + -- RST p + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + Write <= '1'; + RstP <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- INPUT AND OUTPUT GROUP + when "11011011" => + if Mode /= 3 then + -- IN A,(n) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11010011" => + if Mode /= 3 then + -- OUT (n),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ +-- MULTIBYTE INSTRUCTIONS +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ + + when "11001011" => + if Mode /= 2 then + Prefix <= "01"; + end if; + + when "11101101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "10"; + end if; + + when "11011101"|"11111101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "11"; + end if; + + end case; + + when "01" => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- CB prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + Set_BusA_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111111" => + -- RLC r + -- RL r + -- RRC r + -- RR r + -- SLA r + -- SRA r + -- SRL r + -- SLL r (Undocumented) / SWAP r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "00000110"|"00010110"|"00001110"|"00011110"|"00101110"|"00111110"|"00100110"|"00110110" => + -- RLC (HL) + -- RL (HL) + -- RRC (HL) + -- RR (HL) + -- SRA (HL) + -- SRL (HL) + -- SLA (HL) + -- SLL (HL) (Undocumented) / SWAP (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "01000000"|"01000001"|"01000010"|"01000011"|"01000100"|"01000101"|"01000111" + |"01001000"|"01001001"|"01001010"|"01001011"|"01001100"|"01001101"|"01001111" + |"01010000"|"01010001"|"01010010"|"01010011"|"01010100"|"01010101"|"01010111" + |"01011000"|"01011001"|"01011010"|"01011011"|"01011100"|"01011101"|"01011111" + |"01100000"|"01100001"|"01100010"|"01100011"|"01100100"|"01100101"|"01100111" + |"01101000"|"01101001"|"01101010"|"01101011"|"01101100"|"01101101"|"01101111" + |"01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" + |"01111000"|"01111001"|"01111010"|"01111011"|"01111100"|"01111101"|"01111111" => + -- BIT b,r + if MCycle = "001" then + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + ALU_Op <= "1001"; + end if; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01110110"|"01111110" => + -- BIT b,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1001"; + TStates <= "100"; + when others => + end case; + when "11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111111" => + -- SET b,r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "11000110"|"11001110"|"11010110"|"11011110"|"11100110"|"11101110"|"11110110"|"11111110" => + -- SET b,(HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011111" + |"10100000"|"10100001"|"10100010"|"10100011"|"10100100"|"10100101"|"10100111" + |"10101000"|"10101001"|"10101010"|"10101011"|"10101100"|"10101101"|"10101111" + |"10110000"|"10110001"|"10110010"|"10110011"|"10110100"|"10110101"|"10110111" + |"10111000"|"10111001"|"10111010"|"10111011"|"10111100"|"10111101"|"10111111" => + -- RES b,r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- RES b,(HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + end case; + + when others => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- ED prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000110"|"00000111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001110"|"00001111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010110"|"00010111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011110"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100110"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101110"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110110"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111110"|"00111111" + + + |"10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000110"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001110"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010110"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011110"|"10011111" + | "10100100"|"10100101"|"10100110"|"10100111" + | "10101100"|"10101101"|"10101110"|"10101111" + | "10110100"|"10110101"|"10110110"|"10110111" + | "10111100"|"10111101"|"10111110"|"10111111" + |"11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000110"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001110"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010110"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011110"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100110"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101110"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110110"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111110"|"11111111" => + null; -- NOP, undocumented + when "01111110"|"01111111" => + -- NOP, undocumented + null; +-- 8 BIT LOAD GROUP + when "01010111" => + -- LD A,I + Special_LD <= "100"; + TStates <= "101"; + when "01011111" => + -- LD A,R + Special_LD <= "101"; + TStates <= "101"; + when "01000111" => + -- LD I,A + Special_LD <= "110"; + TStates <= "101"; + when "01001111" => + -- LD R,A + Special_LD <= "111"; + TStates <= "101"; +-- 16 BIT LOAD GROUP + when "01001011"|"01011011"|"01101011"|"01111011" => + -- LD dd,(nn) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Read_To_Reg <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusA_To <= "1000"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Read_To_Reg <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusA_To <= "1001"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + when "01000011"|"01010011"|"01100011"|"01110011" => + -- LD (nn),dd + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusB_To <= "1000"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusB_To <= "1001"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '0'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "10100000" | "10101000" | "10110000" | "10111000" => + -- LDI, LDD, LDIR, LDDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + IncDec_16 <= "1100"; -- BC + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "0000"; + Set_Addr_To <= aDE; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0110"; -- IX + else + IncDec_16 <= "1110"; + end if; + when 3 => + I_BT <= '1'; + TStates <= "101"; + Write <= '1'; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0101"; -- DE + else + IncDec_16 <= "1101"; + end if; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "10100001" | "10101001" | "10110001" | "10111001" => + -- CPI, CPD, CPIR, CPDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + IncDec_16 <= "1100"; -- BC + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "0111"; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0110"; + else + IncDec_16 <= "1110"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + I_BC <= '1'; + TStates <= "101"; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "01000100"|"01001100"|"01010100"|"01011100"|"01100100"|"01101100"|"01110100"|"01111100" => + -- NEG + Alu_OP <= "0010"; 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+ Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + IORQ <= '1'; + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_Addr_To <= aXY; + when 3 => + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0010"; + else + IncDec_16 <= "1010"; + end if; + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + I_BTR <= '1'; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "10100011" | "10101011" | "10110011" | "10111011" => + -- OUTI, OUTD, OTIR, OTDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_Addr_To <= aBC; + when 3 => + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0010"; + else + IncDec_16 <= "1010"; + end if; + IORQ <= '1'; + Write <= '1'; + I_BTR <= '1'; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end case; + + end case; + + if Mode = 1 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + end if; + + if Mode = 3 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "100"; + end if; + end if; + + if Mode < 2 then + if MCycle = "110" then + Inc_PC <= '1'; + if Mode = 1 then + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + if IRB = "00110110" or IRB = "11001011" then + Set_Addr_To <= aNone; + end if; + end if; + if MCycle = "111" then + if Mode = 0 then + TStates <= "101"; + end if; + if ISet /= "01" then + Set_Addr_To <= aXY; + end if; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + if IRB = "00110110" or ISet = "01" then + -- LD (HL),n + Inc_PC <= '1'; + else + NoRead <= '1'; + end if; + end if; + end if; + + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd new file mode 100644 index 00000000..ac7d34da --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd @@ -0,0 +1,208 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; + +package T80_Pack is + + component T80 + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); + TS : out std_logic_vector(2 downto 0); + IntCycle_n : out std_logic; + IntE : out std_logic; + Stop : out std_logic + ); + end component; + + component T80_Reg + port( + Clk : in std_logic; 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+ IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI,A,SP(L),SP(M),1,F,PC(L),PC(M),0 + ALU_Op : out std_logic_vector(3 downto 0); + -- ADD, ADC, SUB, SBC, AND, XOR, OR, CP, ROT, BIT, SET, RES, DAA, RLD, RRD, None + Save_ALU : out std_logic; + PreserveC : out std_logic; + Arith16 : out std_logic; + Set_Addr_To : out std_logic_vector(2 downto 0); -- aNone,aXY,aIOA,aSP,aBC,aDE,aZI + IORQ : out std_logic; + Jump : out std_logic; + JumpE : out std_logic; + JumpXY : out std_logic; + Call : out std_logic; + RstP : out std_logic; + LDZ : out std_logic; + LDW : out std_logic; + LDSPHL : out std_logic; + Special_LD : out std_logic_vector(2 downto 0); -- A,I;A,R;I,A;R,A;None + ExchangeDH : out std_logic; + ExchangeRp : out std_logic; + ExchangeAF : out std_logic; + ExchangeRS : out std_logic; + I_DJNZ : out std_logic; + I_CPL : out std_logic; + I_CCF : out std_logic; + I_SCF : out std_logic; + I_RETN : out std_logic; + I_BT : out std_logic; + I_BC : out std_logic; + I_BTR : out std_logic; + I_RLD : out std_logic; + I_RRD : out std_logic; + I_INRC : out std_logic; + SetDI : out std_logic; + SetEI : out std_logic; + IMode : out std_logic_vector(1 downto 0); + Halt : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic + ); + end component; + + component T80_ALU + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); + end component; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd new file mode 100644 index 00000000..828485fb --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd @@ -0,0 +1,105 @@ +-- +-- T80 Registers, technology independent +-- +-- Version : 0244 +-- +-- Copyright (c) 2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t51/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0242 : Initial release +-- +-- 0244 : Changed to single register file +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_Reg is + port( + Clk : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WEH : in std_logic; + WEL : in std_logic; + AddrA : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrB : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrC : in std_logic_vector(2 downto 0); + DIH : in std_logic_vector(7 downto 0); + DIL : in std_logic_vector(7 downto 0); + DOAH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOAL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCL : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_Reg; + +architecture rtl of T80_Reg is + + type Register_Image is array (natural range <>) of std_logic_vector(7 downto 0); + signal RegsH : Register_Image(0 to 7); + signal RegsL : Register_Image(0 to 7); + +begin + + process (Clk) + begin + if Clk'event and Clk = '1' then + if CEN = '1' then + if WEH = '1' then + RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIH; + end if; + if WEL = '1' then + RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIL; + end if; + end if; + end if; + end process; + + DOAH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOAL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOBH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOBL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOCH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrC))); + DOCL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrC))); + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80s.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80s.vhd new file mode 100644 index 00000000..5b612110 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/T80/T80s.vhd @@ -0,0 +1,190 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core, synchronous top level +-- Different timing than the original z80 +-- Inputs needs to be synchronous and outputs may glitch +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed read with wait +-- +-- 0211 : Fixed interrupt cycle +-- +-- 0235 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0236 : Added T2Write generic +-- +-- 0237 : Fixed T2Write with wait state +-- +-- 0238 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0240 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0242 : Updated for T80 interface change +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80s is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + T2Write : integer := 0; -- 0 => WR_n active in T3, /=0 => WR_n active in T2 + IOWait : integer := 1 -- 0 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + MREQ_n : out std_logic; + IORQ_n : out std_logic; + RD_n : out std_logic; + WR_n : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80s; + +architecture rtl of T80s is + + signal CEN : std_logic; + signal IntCycle_n : std_logic; + signal NoRead : std_logic; + signal Write : std_logic; + signal IORQ : std_logic; + signal DI_Reg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal MCycle : std_logic_vector(2 downto 0); + signal TState : std_logic_vector(2 downto 0); + +begin + + CEN <= '1'; + + u0 : T80 + generic map( + Mode => Mode, + IOWait => IOWait) + port map( + CEN => CEN, + M1_n => M1_n, + IORQ => IORQ, + NoRead => NoRead, + Write => Write, + RFSH_n => RFSH_n, + HALT_n => HALT_n, + WAIT_n => Wait_n, + INT_n => INT_n, + NMI_n => NMI_n, + RESET_n => RESET_n, + BUSRQ_n => BUSRQ_n, + BUSAK_n => BUSAK_n, + CLK_n => CLK_n, + A => A, + DInst => DI, + DI => DI_Reg, + DO => DO, + MC => MCycle, + TS => TState, + IntCycle_n => IntCycle_n); + + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + DI_Reg <= "00000000"; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + if MCycle = "001" then + if TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0') then + RD_n <= not IntCycle_n; + MREQ_n <= not IntCycle_n; + IORQ_n <= IntCycle_n; + end if; + if TState = "011" then + MREQ_n <= '0'; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and NoRead = '0' and Write = '0' then + RD_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + if T2Write = 0 then + if TState = "010" and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + end if; + end if; + if TState = "010" and Wait_n = '1' then + DI_Reg <= DI; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/build_id.tcl b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/build_id.tcl new file mode 100644 index 00000000..938515d8 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/build_id.tcl @@ -0,0 +1,35 @@ +# ================================================================================ +# +# Build ID Verilog Module Script +# Jeff Wiencrot - 8/1/2011 +# +# Generates a Verilog module that contains a timestamp, +# from the current build. These values are available from the build_date, build_time, +# physical_address, and host_name output ports of the build_id module in the build_id.v +# Verilog source file. +# +# ================================================================================ + +proc generateBuildID_Verilog {} { + + # Get the timestamp (see: http://www.altera.com/support/examples/tcl/tcl-date-time-stamp.html) + set buildDate [ clock format [ clock seconds ] -format %y%m%d ] + set buildTime [ clock format [ clock seconds ] -format %H%M%S ] + + # Create a Verilog file for output + set outputFileName "rtl/build_id.v" + set outputFile [open $outputFileName "w"] + + # Output the Verilog source + puts $outputFile "`define BUILD_DATE \"$buildDate\"" + puts $outputFile "`define BUILD_TIME \"$buildTime\"" + close $outputFile + + # Send confirmation message to the Messages window + post_message "Generated build identification Verilog module: [pwd]/$outputFileName" + post_message "Date: $buildDate" + post_message "Time: $buildTime" +} + +# Comment out this line to prevent the process from automatically executing when the file is sourced: +generateBuildID_Verilog \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/cball_mist.sv b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/cball_mist.sv new file mode 100644 index 00000000..3aa38252 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/cball_mist.sv @@ -0,0 +1,168 @@ +module cball_mist ( + output LED, + output [5:0] VGA_R, + output [5:0] VGA_G, + output [5:0] VGA_B, + output VGA_HS, + output VGA_VS, + output AUDIO_L, + output AUDIO_R, + input SPI_SCK, + output SPI_DO, + input SPI_DI, + input SPI_SS2, + input SPI_SS3, + input CONF_DATA0, + input CLOCK_27 +); + +`include "rtl\build_id.v" + +localparam CONF_STR = { + "CannonBall;;", + "O2,Rotate Controls,Off,On;", + "O34,Scanlines,Off,25%,50%,75%;", + "T6,Reset;", + "V,v1.21.",`BUILD_DATE +}; + +assign LED = 1; +assign AUDIO_R = AUDIO_L; + +wire clock_12, clock_24; +pll pll( + .inclk0(CLOCK_27), + .c0(clock_12), + .c1(clock_24) + ); + + +wire [31:0] status; +wire [1:0] buttons; +wire [1:0] switches; +wire [9:0] kbjoy; +wire [7:0] joystick_0; +wire [7:0] joystick_1; +wire scandoublerD; +wire ypbpr; +wire [10:0] ps2_key; +wire [15:0] audio; +wire hs, vs; +wire blankn; +wire [2:0] r, g; +wire [1:0] b; + +ckong ckong( + .clock_12(clock_12), + .reset(status[0] | status[6] | buttons[1]), + .video_r(r), + .video_g(g), + .video_b(b), + .video_hs(hs), + .video_vs(vs), + .blankn(blankn), + .audio_out(audio), + .start2(btn_two_players),//used for select + .start1(btn_one_player), + .coin1(btn_coin), + .fire1(m_fire), + .right1(m_right), + .left1(m_left), + .down1(m_down), + .up1(m_up), + .fire2(m_fire), + .right2(m_right), + .left2(m_left), + .down2(m_down), + .up2(m_up) + ); + +mist_video #(.COLOR_DEPTH(3), .SD_HCNT_WIDTH(9)) mist_video( + .clk_sys(clock_24), + .SPI_SCK(SPI_SCK), + .SPI_SS3(SPI_SS3), + .SPI_DI(SPI_DI), + .R(blankn ? r : 0), + .G(blankn ? g : 0), + .B(blankn ? {b,b[1]} : 0), + .HSync(hs), + .VSync(vs), + .VGA_R(VGA_R), + .VGA_G(VGA_G), + .VGA_B(VGA_B), + .VGA_VS(VGA_VS), + .VGA_HS(VGA_HS), + .ce_divider(1'b0), + .rotate({1'b1,status[2]}), + .scanlines(scandoublerD ? 2'b00 : status[4:3]), + .scandoubler_disable(scandoublerD), + .ypbpr(ypbpr) + ); + +user_io #( + .STRLEN(($size(CONF_STR)>>3))) +user_io( + .clk_sys (clock_24 ), + .conf_str (CONF_STR ), + .SPI_CLK (SPI_SCK ), + .SPI_SS_IO (CONF_DATA0 ), + .SPI_MISO (SPI_DO ), + .SPI_MOSI (SPI_DI ), + .buttons (buttons ), + .switches (switches ), + .scandoubler_disable (scandoublerD ), + .ypbpr (ypbpr ), + .key_strobe (key_strobe ), + .key_pressed (key_pressed ), + .key_code (key_code ), + .joystick_0 (joystick_0 ), + .joystick_1 (joystick_1 ), + .status (status ) + ); + +dac #( + .C_bits(15)) +dac( + .clk_i(clock_24), + .res_n_i(1), + .dac_i({~audio[15],audio[14:0]}), + .dac_o(AUDIO_L) + ); + +// Rotated Normal +wire m_up = ~status[2] ? btn_left | joystick_0[1] | joystick_1[1] : btn_up | joystick_0[3] | joystick_1[3]; +wire m_down = ~status[2] ? btn_right | joystick_0[0] | joystick_1[0] : btn_down | joystick_0[2] | joystick_1[2]; +wire m_left = ~status[2] ? btn_down | joystick_0[2] | joystick_1[2] : btn_left | joystick_0[1] | joystick_1[1]; +wire m_right = ~status[2] ? btn_up | joystick_0[3] | joystick_1[3] : btn_right | joystick_0[0] | joystick_1[0]; + +wire m_fire = btn_fire1 | joystick_0[4] | joystick_1[4]; + +reg btn_one_player = 0; +reg btn_two_players = 0; +reg btn_left = 0; +reg btn_right = 0; +reg btn_down = 0; +reg btn_up = 0; +reg btn_fire1 = 0; +reg btn_coin = 0; +wire key_pressed; +wire [7:0] key_code; +wire key_strobe; + +always @(posedge clock_24) begin + if(key_strobe) begin + case(key_code) + 'h75: btn_up <= key_pressed; // up + 'h72: btn_down <= key_pressed; // down + 'h6B: btn_left <= key_pressed; // left + 'h74: btn_right <= key_pressed; // right + 'h76: btn_coin <= key_pressed; // ESC + 'h05: btn_one_player <= key_pressed; // F1 + 'h06: btn_two_players <= key_pressed; // F2 + 'h29: btn_fire1 <= key_pressed; // Space + endcase + end +end + + +endmodule diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ckong.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ckong.vhd new file mode 100644 index 00000000..7784461b --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ckong.vhd @@ -0,0 +1,773 @@ +--------------------------------------------------------------------------------- +-- Crazy kong (Falcon) - Dar - Feb 2014 +-- +-- Remove sram multiplexing - Dar -June 2018 +--------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all; +use ieee.std_logic_unsigned.all; +use ieee.numeric_std.all; + +entity ckong is +port( + clock_12 : in std_logic; + reset : in std_logic; + video_r : out std_logic_vector(2 downto 0); + video_g : out std_logic_vector(2 downto 0); + video_b : out std_logic_vector(1 downto 0); + video_cs : out std_logic; + video_hs : out std_logic; + video_vs : out std_logic; + blankn : out std_logic; + audio_out : out std_logic_vector(15 downto 0); + + start2 : in std_logic; + start1 : in std_logic; + coin1 : in std_logic; + + fire1 : in std_logic; + right1 : in std_logic; + left1 : in std_logic; + down1 : in std_logic; + up1 : in std_logic; + + fire2 : in std_logic; + right2 : in std_logic; + left2 : in std_logic; + down2 : in std_logic; + up2 : in std_logic +); +end ckong; + +architecture struct of ckong is + +-- clocks +signal clock_12n : std_logic; +signal reset_n : std_logic; + +signal blank : std_logic; + +-- global synchronisation +signal ena_pixel : std_logic := '0'; +signal is_sprite : std_logic; +signal sprite : std_logic_vector(2 downto 0); +signal x_tile : std_logic_vector(4 downto 0); +signal y_tile : std_logic_vector(4 downto 0); +signal x_pixel : std_logic_vector(2 downto 0); +signal y_pixel : std_logic_vector(2 downto 0); +signal y_line : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal y_sp_bg : std_logic_vector(7 downto 0); +signal y_line_shift : std_logic_vector(7 downto 0); +signal attr_sp : std_logic_vector(7 downto 0); +signal attr_sp_bg : std_logic_vector(7 downto 0); +signal bg_tile_code : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal tile_graph_rom_addr : std_logic_vector(12 downto 0); +signal tile_graph_rom_bit0_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal tile_graph_rom_bit1_do : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal big_sprite_tile_rom_addr : std_logic_vector(10 downto 0); +signal big_sprite_tile_rom_bit0_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_tile_rom_bit1_do : std_logic_vector(7 downto 0); + +-- background and sprite tiles and graphics +signal tile_code : std_logic_vector(12 downto 0); +signal tile_color : std_logic_vector(3 downto 0); +signal tile_graph1 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal tile_graph2 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal x_sprite : std_logic_vector(7 downto 0); +signal y_sprite : std_logic_vector(7 downto 0); +signal keep_sprite : std_logic; + +signal tile_color_r : std_logic_vector(3 downto 0); +signal tile_graph1_r : std_logic_vector(7 downto 0); +signal tile_graph2_r : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal pixel_color : std_logic_vector(5 downto 0); +signal pixel_color_r : std_logic_vector(5 downto 0); + +signal sprite_pixel_color : std_logic_vector(5 downto 0); +signal do_palette : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal addr_ram_sprite : std_logic_vector(8 downto 0); +signal is_sprite_r : std_logic; + +type ram_256x6 is array(0 to 255) of std_logic_vector(5 downto 0); +signal ram_sprite : ram_256x6; + +-- big sprite tiles and graphics +signal x_big_sprite : std_logic_vector(7 downto 0); +signal y_big_sprite : std_logic_vector(7 downto 0); +signal y_line_big_sprite_shift: std_logic_vector(7 downto 0); +signal attr_big_sprite : std_logic_vector(5 downto 0); + +signal big_sprite_graph1 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_graph2 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal xy_big_sprite : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_tile_code : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_tile_code_r : std_logic_vector(7 downto 0); +signal is_big_sprite_on : std_logic; +signal x_big_sprite_counter : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_graph1_delay : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_graph2_delay : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal do_big_sprite_palette : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_pixel_color : std_logic_vector(4 downto 0); +signal big_sprite_pixel_color_r: std_logic_vector(4 downto 0); + +signal video_mux : std_logic_vector(7 downto 0); + +-- Z80 interface +signal cpu_clock : std_logic; +signal cpu_wr_n : std_logic; +signal cpu_addr : std_logic_vector(15 downto 0); +signal cpu_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal cpu_di : std_logic_vector(7 downto 0); +signal cpu_mreq_n : std_logic; +signal cpu_int_n : std_logic; +signal cpu_iorq_n : std_logic; +signal cpu_di_mem : std_logic_vector(7 downto 0); +signal cpu_addr_mod : std_logic_vector(9 downto 0); + +-- misc +signal reg4_we_n : std_logic; +signal reg5_we_n : std_logic; +signal reg6_we_n : std_logic; +signal raz_int_n : std_logic; + +signal prog_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal wram1_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal wram1_we : std_logic; +signal wram2_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal wram2_we : std_logic; + +signal tile_ram_addr : std_logic_vector(9 downto 0); +signal tile_ram_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal tile_ram_we : std_logic; +signal tile_ram_cs : std_logic; + +signal color_ram_addr: std_logic_vector(9 downto 0); +signal color_ram_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal color_ram_we : std_logic; +signal color_ram_cs : std_logic; + +signal big_sprite_ram_addr : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_ram_do : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_ram_do2 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal big_sprite_ram_we : std_logic; +signal big_sprite_ram_cs : std_logic; + +-- data bus from AY-3-8910 +signal ym_8910_data : std_logic_vector(7 downto 0); + +-- player I/O +signal player1 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal player2 : std_logic_vector(7 downto 0); +signal coins : std_logic_vector(7 downto 0); + + +signal video_i : std_logic_vector (7 downto 0); + + +begin + +clock_12n <= not clock_12; +reset_n <= not reset; +blankn <= not blank; +----------------------- +-- Enable pixel counter +----------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + ena_pixel <= not ena_pixel; + end if; +end process; + +------------------ +-- video output +------------------ +video_mux <= do_palette when is_big_sprite_on = '0' else do_big_sprite_palette; + +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if ena_pixel = '1' then + if blank = '0' then + video_i <= video_mux; + else + video_i <= (others => '0'); + end if; + end if; + end if; +end process; + +video_r <= video_i(2 downto 0); +video_g <= video_i(5 downto 3); +video_b <= video_i(7 downto 6); + + +------------------ +-- player controls +------------------ +player1 <= left1 & right1 & down1 & up1 & fire1 & "000"; +player2 <= right2 & left2 & down2 & up2 & fire2 & "000"; +coins <= not ("0000" & start2 & start1 & '0' & coin1); + +----------------------- +-- cpu write addressing +----------------------- +wram2_we <= '1' when cpu_mreq_n = '0' and cpu_wr_n = '0' and cpu_addr(15 downto 11) = "01100" else '0'; -- 6000-67ff +wram1_we <= '1' when cpu_mreq_n = '0' and cpu_wr_n = '0' and cpu_addr(15 downto 11) = "10000" else '0'; -- 8000-83ff + +tile_ram_cs <= '1' when cpu_addr(15 downto 10) = "100100" else '0'; -- 9000-93ff +color_ram_cs <= '1' when cpu_addr(15 downto 11) = "10011" else '0'; -- 9800-9fff +big_sprite_ram_cs <= '1' when cpu_addr(15 downto 8) = "10001000" else '0'; -- 8800-88ff + +reg4_we_n <= '0' when cpu_mreq_n = '0' and cpu_wr_n = '0' and cpu_addr(15 downto 11) = "10100" 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prog_do when "00000", -- 0000-07ff + prog_do when "00001", -- 0800-0fff + prog_do when "00010", -- 1000-17ff + prog_do when "00011", -- 1800-1fff + prog_do when "00100", -- 2000-27ff + prog_do when "00101", -- 2800-2fff + prog_do when "00110", -- 3000-37ff + prog_do when "00111", -- 3800-3fff + prog_do when "01000", -- 4000-47ff + prog_do when "01001", -- 4800-4fff + prog_do when "01010", -- 5000-57ff + prog_do when "01011", -- 5800-5fff + wram2_do when "01100", -- 6000-67ff 0110 0000 0000 0000 + wram1_do when "10000", -- 8000-83ff (ram only at 8000-83ff) + big_sprite_ram_do2 when "10001", -- 8800-8fff (ram only at 8800-88ff) + tile_ram_do when "10010", -- 9000-97ff (ram only at 9000-93ff) + color_ram_do when "10011", -- 9800-9fff (ram only at 9800-9bff) + player1 when "10100", + player2 when "10101", + "10000000" when "10110", -- dip switch (upright cabinet) + coins when "10111", + "00000000" when others; + +cpu_di <= ym_8910_data when cpu_iorq_n = '0' else cpu_di_mem; +--No Reset after Coining +big_sprite_ram_do2 <= x"FE" when big_sprite_ram_do = x"FF" else big_sprite_ram_do; + +------------------------------------------------------ +-- big_sprite_registers (ckong) +------------------------------------------------------ +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if cpu_wr_n = '0' and cpu_mreq_n ='0' then + if cpu_addr = X"98DD" then attr_big_sprite <= cpu_do(5 downto 0); end if; + if cpu_addr = X"98DE" then y_big_sprite <= cpu_do; end if; + if cpu_addr = X"98DF" then x_big_sprite <= cpu_do; end if; + end if; + end if; +end process; + +------------------------------------------------------ +-- cpu addressing mode for color ram 98XX (ckong) +------------------------------------------------------ +cpu_addr_mod <= cpu_addr(10 downto 6) & cpu_addr(4 downto 0); + +------------------------------------- +-- color ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + color_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "10"; -- y sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= "00000" & x_tile;-- bg scroll column -- ckong (color ram 000-01f) + end if; + if ena_pixel = '1' then y_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "010" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "01"; -- color sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= '1' & y_line_shift(7 downto 4) & x_tile; -- color background -- ckong (color ram 040-05f) + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "100" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "00"; -- tile sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= (others => '0'); + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp <= color_ram_do; end if; + + when "110" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "11"; -- x sprite -- ckong (color ram 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ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= pixel_color; + else + ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= sprite_pixel_color; + end if; + + end if; + else + ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= (others => '0'); + end if; + end if; + end if; +end process; + +----------------------------------------------------------------- +-- serialize background/sprite graph to pixel + concatenate color +----------------------------------------------------------------- +pixel_color <= tile_color_r & + tile_graph1_r(to_integer(unsigned(not x_pixel))) & + tile_graph2_r(to_integer(unsigned(not x_pixel))); + +------------------------------------- +-- select big sprite ram tile address +------------------------------------- +with attr_big_sprite(5 downto 4) select +xy_big_sprite <= y_line_big_sprite_shift(6 downto 3) & not(x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "00", + not (y_line_big_sprite_shift(6 downto 3)) & not(x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "10", + y_line_big_sprite_shift(6 downto 3) & (x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "01", + not (y_line_big_sprite_shift(6 downto 3)) & (x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when others; + +---------------------------------------- +-- select big sprite graphic rom address +---------------------------------------- +with attr_big_sprite(5) select +big_sprite_tile_rom_addr <= big_sprite_tile_code_r & y_line_big_sprite_shift(2 downto 0) when '0', + big_sprite_tile_code_r & not (y_line_big_sprite_shift(2 downto 0)) when others; + +------------------------------------- +-- big sprite ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + big_sprite_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + big_sprite_ram_addr <= xy_big_sprite; + if ena_pixel = '1' then + big_sprite_tile_code <= big_sprite_ram_do; + end if; + + when others => + big_sprite_ram_addr <= cpu_addr(7 downto 0); + big_sprite_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and big_sprite_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------ +-- big sprite tile graph rom reading +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + + if ena_pixel = '1' then + x_big_sprite_counter <= x_big_sprite_counter + '1'; + end if; + + if is_sprite = '1' and sprite = "110" and ena_pixel = '1' then + x_big_sprite_counter <= std_logic_vector(to_unsigned(1,8) - unsigned(x_big_sprite and X"F8")); + end if; + + if x_big_sprite_counter(2 downto 0) = "111" and ena_pixel = '1' then + big_sprite_tile_code_r <= big_sprite_tile_code; + + big_sprite_graph1 <= big_sprite_tile_rom_bit0_do; + big_sprite_graph2 <= big_sprite_tile_rom_bit1_do; + if attr_big_sprite(4) = '1' then + for i in 0 to 7 loop + big_sprite_graph1(i) <= big_sprite_tile_rom_bit0_do(7-i); + big_sprite_graph2(i) <= big_sprite_tile_rom_bit1_do(7-i); + end loop; + end if; + + end if; + + end if; +end process; + +----------------------------------------------------------------- +-- serialize big sprite graph to pixel + concatenate color +-- clip big sprite display +----------------------------------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if ena_pixel = '1' then + big_sprite_graph1_delay <= big_sprite_graph1_delay(6 downto 0) & big_sprite_graph1(to_integer(unsigned(x_big_sprite_counter(2 downto 0)))); + big_sprite_graph2_delay <= big_sprite_graph2_delay(6 downto 0) & big_sprite_graph2(to_integer(unsigned(x_big_sprite_counter(2 downto 0)))); + end if; + end if; +end process; + +big_sprite_pixel_color <= attr_big_sprite(2 downto 0) & + big_sprite_graph1_delay(to_integer(unsigned(x_big_sprite(2 downto 0)))) & + big_sprite_graph2_delay(to_integer(unsigned(x_big_sprite(2 downto 0)))); + +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + big_sprite_pixel_color_r <= big_sprite_pixel_color; + + if big_sprite_pixel_color_r(1 downto 0) /= "00" and y_line_big_sprite_shift(7) = '1' and + x_big_sprite_counter >= (X"1F") and + x_big_sprite_counter < (X"9F") then + is_big_sprite_on <= '1'; + else + is_big_sprite_on <= '0'; + end if; + end if; +end process; + +-- Sync and video counters +video : entity work.video_gen +port map ( + clock_12 => clock_12, + ena_pixel => ena_pixel, + hsync => video_hs, + vsync => video_vs, + csync => video_cs, + blank => blank, + + is_sprite => is_sprite, + sprite => sprite, + x_tile => x_tile, + y_tile => y_tile, + x_pixel => x_pixel, + y_pixel => y_pixel, + + cpu_clock => cpu_clock +); + +-- sprite palette rom +palette : entity work.ckong_palette +port map ( + addr => pixel_color_r, + clk => clock_12, + data => do_palette +); + +-- big sprite palette rom +big_sprite_palette : entity work.ckong_big_sprite_palette +port map ( + addr => big_sprite_pixel_color_r, + clk => clock_12, + data => do_big_sprite_palette +); + +-- Z80 +Z80 : entity work.T80s +generic map(Mode => 0, T2Write => 1, IOWait => 1) 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+--------------------------------------------------------------------------------- +-- Crazy kong sound AY-3-8910 and samples - Dar - Feb 2014 +--------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all,ieee.numeric_std.all; + +entity ckong_sound is +port ( + cpu_clock : in std_logic; + cpu_addr : in std_logic_vector(15 downto 0); + cpu_data : in std_logic_vector( 7 downto 0); + cpu_iorq_n : in std_logic; + reg4_we_n : in std_logic; + reg5_we_n : in std_logic; + reg6_we_n : in std_logic; + ym_2149_data : out std_logic_vector(7 downto 0); + sound_sample : out std_logic_vector(15 downto 0) +); +end ckong_sound; + +architecture struct of ckong_sound is + +signal hdiv : std_logic_vector(1 downto 0); +signal clock_1_5mhz : std_logic; -- 1.50Mhz +signal clock_750khz : std_logic; -- 0.75MHz + +signal ym_2149_audio : std_logic_vector(7 downto 0); + +signal vctr_n : std_logic; +signal scs_n : std_logic; +signal frequency_div : 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----------------------------------------------------------------------- +-- Copyright 2005-2008 by Peter Wendrich (pwsoft@syntiac.com) +-- http://www.syntiac.com/fpga64.html +-- +-- Modified April 2016 by Dar (darfpga@aol.fr) +-- http://darfpga.blogspot.fr +-- Remove address register when writing +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- gen_rwram.vhd +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- generic ram. +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- + +library IEEE; +use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; +use IEEE.numeric_std.ALL; + +-- ----------------------------------------------------------------------- + +entity gen_ram is + generic ( + dWidth : integer := 8; + aWidth : integer := 10 + ); + port ( + clk : in std_logic; + we : in std_logic; + addr : in std_logic_vector((aWidth-1) downto 0); + d : in std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); + q : out 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----------------------------------------------------------------------- +-- Memory read +-- ----------------------------------------------------------------------- +process(clk) + begin + if rising_edge(clk) then +-- qReg <= ram(to_integer(unsigned(rAddrReg))); +-- rAddrReg <= addr; +---- qReg <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + end if; + end process; +--q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); +end architecture; + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.qip b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.qip new file mode 100644 index 00000000..afd958be --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.qip @@ -0,0 +1,4 @@ +set_global_assignment -name IP_TOOL_NAME "ALTPLL" +set_global_assignment -name IP_TOOL_VERSION "13.1" +set_global_assignment -name VERILOG_FILE [file join $::quartus(qip_path) "pll.v"] +set_global_assignment -name MISC_FILE [file join $::quartus(qip_path) "pll.ppf"] diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.v b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.v new file mode 100644 index 00000000..6d60052e --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/pll.v @@ -0,0 +1,337 @@ +// megafunction wizard: %ALTPLL% +// GENERATION: STANDARD +// VERSION: WM1.0 +// MODULE: altpll + +// ============================================================ +// File Name: pll.v +// Megafunction Name(s): +// altpll +// +// Simulation Library Files(s): +// altera_mf +// ============================================================ +// ************************************************************ +// THIS IS A WIZARD-GENERATED FILE. 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Please refer to the +//applicable agreement for further details. + + +// synopsys translate_off +`timescale 1 ps / 1 ps +// synopsys translate_on +module pll ( + inclk0, + c0, + c1, + locked); + + input inclk0; + output c0; + output c1; + output locked; + + wire [4:0] sub_wire0; + wire sub_wire2; + wire [0:0] sub_wire6 = 1'h0; + wire [0:0] sub_wire3 = sub_wire0[0:0]; + wire [1:1] sub_wire1 = sub_wire0[1:1]; + wire c1 = sub_wire1; + wire locked = sub_wire2; + wire c0 = sub_wire3; + wire sub_wire4 = inclk0; + wire [1:0] sub_wire5 = {sub_wire6, sub_wire4}; + + altpll altpll_component ( + .inclk (sub_wire5), + .clk (sub_wire0), + .locked (sub_wire2), + .activeclock (), + .areset (1'b0), + .clkbad (), + .clkena ({6{1'b1}}), + .clkloss (), + .clkswitch (1'b0), + .configupdate (1'b0), + .enable0 (), + .enable1 (), + .extclk (), + .extclkena ({4{1'b1}}), + .fbin (1'b1), + .fbmimicbidir (), + .fbout (), + .fref (), + .icdrclk (), + .pfdena (1'b1), + .phasecounterselect ({4{1'b1}}), + .phasedone 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X"32",X"10",X"00",X"12",X"23",X"33",X"46",X"68",X"99",X"AA",X"BC",X"DE",X"FD",X"EF",X"FE",X"ED", + X"CB",X"BA",X"98",X"77",X"89",X"AA",X"98",X"77",X"66",X"43",X"32",X"33",X"44",X"33",X"34",X"44", + X"44",X"67",X"79",X"BC",X"DD",X"EF",X"FF",X"FF",X"FE",X"DC",X"AA",X"99",X"88",X"77",X"76",X"65", + X"44",X"33",X"55",X"67",X"77",X"66",X"65",X"43",X"33",X"34",X"67",X"89",X"AB",X"CD",X"DD",X"DE", + X"EF",X"EE",X"ED",X"DD",X"CB",X"A9",X"87",X"65",X"32",X"22",X"33",X"45",X"55",X"65",X"55",X"44", + X"45",X"66",X"77",X"89",X"99",X"99",X"AA",X"AB",X"CC",X"DE",X"FF",X"FF",X"FE",X"DC",X"CA",X"97", + X"65",X"55",X"44",X"33",X"33",X"33",X"22",X"12",X"34",X"56",X"67",X"89",X"99",X"99",X"99",X"9A", + X"BB",X"CC",X"EF",X"ED",X"DD",X"DC",X"CB",X"AA",X"AA",X"A9",X"97",X"66",X"65",X"43",X"22",X"22", + X"23",X"33",X"45",X"67",X"77",X"77",X"89",X"9A",X"BD",X"DE",X"EE",X"ED",X"CC",X"BA",X"99",X"99", + X"AB",X"A9",X"98",X"77",X"65",X"44",X"34",X"44",X"44",X"44",X"44",X"44",X"44",X"45",X"67",X"89", + X"AC",X"DE",X"EE",X"FF",X"EE",X"DC",X"CC",X"CC",X"CB",X"A9",X"87",X"65",X"44",X"44",X"45",X"55", + X"66",X"65",X"54",X"43",X"44",X"45",X"56",X"67",X"89",X"9A",X"BC",X"CD",X"CD",X"DD",X"EF",X"FF", + X"FF",X"EC",X"BA",X"86",X"54",X"44",X"44",X"44",X"55",X"54",X"43",X"34",X"44",X"55",X"66",X"77", + X"77",X"78",X"89",X"99",X"AB",X"CC",X"DE",X"EF",X"FF",X"FE",X"DC",X"BA",X"99",X"88",X"77",X"66", + X"54",X"33",X"21",X"22",X"33",X"45",X"67",X"87",X"88",X"77",X"88",X"99",X"AB",X"AC",X"CC",X"CD", + X"DD",X"DC",X"CB",X"BB",X"BB",X"BA",X"A9",X"98",X"76",X"54",X"32",X"21",X"12",X"33",X"44",X"55", + X"56",X"65",X"78",X"9A",X"BC",X"DD",X"DD",X"DD",X"DC",X"CC",X"BB",X"BB",X"BB",X"AA",X"AA",X"99", + X"77",X"65",X"54",X"43",X"44",X"44",X"33",X"33",X"33",X"33",X"45",X"67",X"9A",X"AC",X"CD",X"DD", + X"DD",X"DD",X"DD",X"DD",X"DC",X"CB",X"BA",X"98",X"77",X"66",X"66",X"66",X"66",X"66",X"54",X"44", + X"33",X"33",X"34",X"56",X"68",X"89",X"99",X"9A",X"BB",X"CD",X"EE",X"FF",X"FF",X"ED",X"CB",X"A9", + X"98",X"77",X"66",X"66",X"66",X"54",X"44",X"43",X"44",X"44",X"45",X"66",X"67",X"78",X"87",X"88", + X"89",X"AB",X"CD",X"DE",X"EE",X"ED",X"DC",X"CB",X"BA",X"99",X"99",X"88",X"76",X"54",X"33",X"23", + X"33",X"34",X"44",X"55",X"66",X"77",X"77",X"78",X"9A",X"AB",X"CC",X"DD",X"DD",X"DC",X"CC",X"CC", + X"BB",X"BB",X"BB",X"B9",X"98",X"76",X"54",X"33",X"34",X"44",X"43",X"33",X"33",X"33",X"45",X"57", + X"89",X"9A",X"BC",X"DD",X"DC",X"CC",X"CC",X"CB",X"CC",X"CC",X"CC",X"BA",X"A9",X"88",X"76",X"66", + X"66",X"66",X"65",X"44",X"32",X"22",X"23",X"44",X"56",X"78",X"99",X"AB",X"BB",X"CC",X"CD",X"CD", + X"DD",X"DD",X"DC",X"BA",X"99",X"77",X"76",X"77",X"77",X"77",X"76",X"65",X"44",X"33",X"34",X"45", + X"56",X"66",X"77",X"77",X"89",X"AB",X"CC",X"DE",X"EF",X"EE",X"ED",X"CC",X"B9",X"98",X"88",X"87", + X"76",X"66",X"55",X"44",X"44",X"44",X"44",X"55",X"66",X"66",X"65",X"56",X"67",X"89",X"9B",X"BC", + X"DE",X"EE",X"EE",X"ED",X"CC",X"CB",X"BB",X"AA",X"98",X"77",X"65",X"43",X"33",X"34",X"43",X"44", + X"55",X"54",X"55",X"56",X"66",X"78",X"89",X"AB",X"BB",X"CB",X"CC",X"CC",X"CC",X"DD",X"DD",X"DC", + X"CB",X"99",X"77",X"66",X"55",X"55",X"44",X"43",X"44",X"43",X"33",X"44",X"55",X"67",X"89",X"99", + X"AA",X"BB",X"BB",X"BB",X"CC",X"CD",X"DD",X"DC",X"CB",X"A9",X"88",X"78",X"87",X"76",X"70",X"70", + X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77", + X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"77",X"70",X"70"); +begin +process(clk) +begin + if rising_edge(clk) then + data <= rom_data(to_integer(unsigned(addr))); + end if; +end process; +end architecture; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/rom/make_cannonballb2_proms.bat b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/rom/make_cannonballb2_proms.bat new file mode 100644 index 00000000..69c54935 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/rom/make_cannonballb2_proms.bat @@ -0,0 +1,27 @@ + +copy /B cb1.bin + cb2.bin + cb3.bin + cb4.bin prog.bin +copy /B v6.bin + u6.bin ckong_palette.bin + +copy /B cb10part1.bin + emty2k.bin + cb10part2.bin + emty2k.bin ckong_tile0.bin +copy /B cb9part1.bin + emty2k.bin + cb9part2.bin + emty2k.bin ckong_tile1.bin + +#copy /B tile0.bin ckong_tile0.bin +#copy /B tile1.bin ckong_tile1.bin +copy /B cb6.bin + cb5.bin ckong_samples.bin + +make_vhdl_prom prog.bin ckong_program.vhd +make_vhdl_prom ckong_tile0.bin ckong_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom ckong_tile1.bin ckong_tile_bit1.vhd + +make_vhdl_prom cb7.bin ckong_big_sprite_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom cb8.bin ckong_big_sprite_tile_bit1.vhd + +make_vhdl_prom ckong_palette.bin ckong_palette.vhd +make_vhdl_prom t6.bin ckong_big_sprite_palette.vhd +make_vhdl_prom ckong_samples.bin ckong_samples.vhd + + + + + + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/rom/make_vhdl_prom.exe b/Arcade_MiST/Crazy Climber 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+copy /B cposv6.bin + bposu6.bin ckong_palette.bin + +copy /B bposn11part1.bin + emty2k.bin + bposn11part2.bin + emty2k.bin ckong_tile0.bin +copy /B bposk11part1.bin + emty2k.bin + bposk11part2.bin + emty2k.bin ckong_tile1.bin + +#copy /B tile0.bin ckong_tile0.bin +#copy /B tile1.bin ckong_tile1.bin +copy /B ck14poss5.bin + ck13posr5.bin ckong_samples.bin + +make_vhdl_prom prog.bin ckong_program.vhd +make_vhdl_prom ckong_tile0.bin ckong_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom ckong_tile1.bin ckong_tile_bit1.vhd + +make_vhdl_prom ck2posc11.bin ckong_big_sprite_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom ck1posa11.bin ckong_big_sprite_tile_bit1.vhd + +make_vhdl_prom ckong_palette.bin ckong_palette.vhd +make_vhdl_prom apost6.bin ckong_big_sprite_palette.vhd +make_vhdl_prom ckong_samples.bin ckong_samples.vhd + + + + + + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/romb3/make_vhdl_prom.exe b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/romb3/make_vhdl_prom.exe new file mode 100644 index 00000000..1e5618bf Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/rom/romb3/make_vhdl_prom.exe differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/video_gen.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/video_gen.vhd new file mode 100644 index 00000000..b6da7119 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/video_gen.vhd @@ -0,0 +1,133 @@ +--------------------------------------------------------------------------------- +-- Video generator - Dar - Feb 2014 +--------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all,ieee.numeric_std.all; + +entity video_gen is +port( + clock_12 : in std_logic; + ena_pixel : in std_logic; + hsync : out std_logic; + vsync : out std_logic; + csync : out std_logic; + blank : out std_logic; + + is_sprite : out std_logic; + sprite : out std_logic_vector(2 downto 0); + x_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + y_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + x_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + y_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + + cpu_clock : out std_logic +); +end video_gen; + +architecture struct of video_gen is +signal hblank : std_logic; +signal vblank : std_logic; +signal hcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt_r : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); + +signal hsync0 : std_logic; +signal hsync1 : std_logic; +signal hsync2 : std_logic; + +signal enable_clk : std_logic := '0'; + +begin + +cpu_clock <= not hcnt(0); +is_sprite <= not hcnt(8); +sprite <= std_logic_vector(hcnt(6 downto 4)); +x_tile <= std_logic_vector(hcnt(7 downto 3)); +y_tile <= std_logic_vector(vcnt_r(7 downto 3)); +x_pixel <= std_logic_vector(hcnt(2 downto 0)); +y_pixel <= std_logic_vector(vcnt_r(2 downto 0)); + +hsync <= hsync0; +blank <= hblank or vblank; + +-- Compteur horizontal : 511-128+1=384 pixels +-- 128 à 175 : 48 pixels fin de ligne +-- 176 à 255 : 80 pixels debut de ligne +-- 256 à 511 : 256 pixels affichés (32 tiles) + +-- Compteur vertical : 511-248+1=264 lignes +-- 496 à 511 : 16 lignes fin de trame +-- 248 à 271 : 24 lignes debut de trame +-- 272 à 495 : 224 lignes affichées (28 tiles) + +-- Synchro horizontale : hcnt=[176 à 207] (32 pixels) +-- Synchro verticale : vcnt=[248 à 255] ( 8 lignes) + +process(clock_12) +begin + + if rising_edge(clock_12) then + +-- enable_clk <= not enable_clk; +-- cpu_clock <= not hcnt(0); + + if ena_pixel = '1' then + + if hcnt = 511 then + hcnt <= to_unsigned (128,9); + vcnt_r <= vcnt; + else + hcnt <= hcnt + 1; + end if; + + if hcnt = 175 then + if vcnt = 511 then + vcnt <= to_unsigned(248,9); + else + vcnt <= vcnt + 1; + end if; + end if; + + if hcnt = (175+ 0) then hsync0 <= '0'; + elsif hcnt = (175+29) then hsync0 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13) then hsync1 <= '1'; + elsif hcnt = (175 +192) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13+192) then hsync1 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync2 <= '0'; + elsif hcnt = (175-28) then hsync2 <= '1'; + end if; + + if vcnt = 509 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 510 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 511 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 248 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 249 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 250 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 251 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 252 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 253 then csync <= hsync1; + else csync <= hsync0; + end if; + + if vcnt = 511 then vsync <= '0'; + elsif vcnt = 250 then vsync <= '1'; + end if; + + if hcnt = (127+8+1) then hblank <= '1'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel + elsif hcnt = (255+8+1) then hblank <= '0'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel + end if; + + if vcnt = (495+1+1) then vblank <= '1'; + elsif vcnt = (271+1+1) then vblank <= '0'; + end if; + + end if; + end if; +end process; + +end architecture; \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd new file mode 100644 index 00000000..5c85cfa0 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/CannonBall_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd @@ -0,0 +1,645 @@ +-- +-- A simulation model of YM2149 (AY-3-8910 with bells on) + +-- Copyright (c) MikeJ - Jan 2005 +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS CODE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- You are responsible for any legal issues arising from your use of this code. +-- +-- The latest version of this file can be found at: www.fpgaarcade.com +-- +-- Email support@fpgaarcade.com +-- +-- Revision list +-- +-- version 001 initial release +-- +-- Clues from MAME sound driver and Kazuhiro TSUJIKAWA +-- +-- These are the measured outputs from a real chip for a single Isolated channel into a 1K load (V) +-- vol 15 .. 0 +-- 3.27 2.995 2.741 2.588 2.452 2.372 2.301 2.258 2.220 2.198 2.178 2.166 2.155 2.148 2.141 2.132 +-- As the envelope volume is 5 bit, I have fitted a curve to the not quite log shape in order +-- to produced all the required values. +-- (The first part of the curve is a bit steeper and the last bit is more linear than expected) +-- +-- NOTE, this component uses LINEAR mixing of the three analogue channels, and is only +-- accurate for designs where the outputs are buffered and not simply wired together. +-- The ouput level is more complex in that case and requires a larger table. + +library ieee; + use ieee.std_logic_1164.all; + use ieee.std_logic_arith.all; + use ieee.std_logic_unsigned.all; + +entity YM2149 is + port ( + -- data bus + I_DA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA_OE_L : out std_logic; + -- control + I_A9_L : in std_logic; + I_A8 : in std_logic; + I_BDIR : in std_logic; + I_BC2 : in std_logic; + I_BC1 : in std_logic; + I_SEL_L : in std_logic; + + O_AUDIO : out std_logic_vector(7 downto 0); + -- port a + I_IOA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA_OE_L : out std_logic; + -- port b + I_IOB : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB_OE_L : out std_logic; + + ENA : in std_logic; -- clock enable for higher speed operation + RESET_L : in std_logic; + CLK : in std_logic -- note 6 Mhz + ); +end; + +architecture RTL of YM2149 is + type array_16x8 is array (0 to 15) of std_logic_vector(7 downto 0); + type array_3x12 is array (1 to 3) of std_logic_vector(11 downto 0); + + signal cnt_div : std_logic_vector(3 downto 0) := (others => '0'); + signal noise_div : std_logic := '0'; + signal ena_div : std_logic; + signal ena_div_noise : std_logic; + signal poly17 : std_logic_vector(16 downto 0) := (others => '0'); + + -- registers + signal addr : std_logic_vector(7 downto 0); + signal busctrl_addr : std_logic; + signal busctrl_we : std_logic; + signal busctrl_re : std_logic; + + signal reg : array_16x8 ; --:= ( +-- "00000000", -- R0 Period Tone A 8bits lsb +-- "00000100", -- R1 Period Tone A 4bits msb +-- "00000000", -- R2 Period Tone B 8bits lsb +-- "00000010", -- R3 Period Tone B 4bits msb +-- "00000000", -- R4 Period Tone C 8bits lsb +-- "00000001", -- R5 Period Tone C 4bits msb +-- "00001000", -- R6 Period Noise 5bits +-- "00111000", -- R7 Mixer Noise CBA 3bits, Tone CBA 3bits +-- "00000111", -- R8 Amplitude A Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R9 Amplitude B Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R10 Amplitude C Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000000", -- R11 Period Enveloppe 8bits lsb +-- "00000000", -- R12 Period Enveloppe 8bits msb +-- "00000000", -- R13 Shape Enveloppe 4bits +-- "00000000", -- R14 Port A +-- "00000000" -- R15 Port B +-- ); + + signal env_reset : std_logic; + signal ioa_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal iob_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal noise_gen_cnt : std_logic_vector(4 downto 0); + signal noise_gen_op : std_logic; + signal tone_gen_cnt : array_3x12 := (others => (others => '0')); + signal tone_gen_op : std_logic_vector(3 downto 1) := "000"; + + signal env_gen_cnt : std_logic_vector(15 downto 0); + signal env_ena : std_logic; + signal env_hold : std_logic; + signal env_inc : std_logic; + signal env_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal tone_ena_l : std_logic; + signal tone_src : std_logic; + signal noise_ena_l : std_logic; + signal chan_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal dac_amp : std_logic_vector(7 downto 0); + signal audio_mix : std_logic_vector(9 downto 0); + signal audio_final : std_logic_vector(9 downto 0); +begin + -- cpu i/f + p_busdecode : process(I_BDIR, I_BC2, I_BC1, addr, I_A9_L, I_A8) + variable cs : std_logic; + variable sel : std_logic_vector(2 downto 0); + begin + -- BDIR BC2 BC1 MODE + -- 0 0 0 inactive + -- 0 0 1 address + -- 0 1 0 inactive + -- 0 1 1 read + -- 1 0 0 address + -- 1 0 1 inactive + -- 1 1 0 write + -- 1 1 1 read + busctrl_addr <= '0'; + busctrl_we <= '0'; + busctrl_re <= '0'; + + cs := '0'; + if (I_A9_L = '0') and (I_A8 = '1') and (addr(7 downto 4) = "0000") then + cs := '1'; + end if; + + sel := (I_BDIR & I_BC2 & I_BC1); + case sel is + when "000" => null; + when "001" => busctrl_addr <= '1'; + when "010" => null; + when "011" => busctrl_re <= cs; + when "100" => busctrl_addr <= '1'; + when "101" => null; + when "110" => busctrl_we <= cs; + when "111" => busctrl_addr <= '1'; + when others => null; + end case; + end process; + + p_oe : process(busctrl_re) + begin + -- if we are emulating a real chip, maybe clock this to fake up the tristate typ delay of 100ns + O_DA_OE_L <= not (busctrl_re); + end process; + + -- + -- CLOCKED + -- + p_waddr : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + + if (RESET_L = '0') then + addr <= (others => '0'); + else + if (busctrl_addr = '1') then + addr <= I_DA; + end if; + end if; + end process; + + p_wdata : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + env_reset <= '0'; + + if (RESET_L = '0') then + reg <= (others => (others => '0')); + env_reset <= '1'; + else + env_reset <= '0'; + if (busctrl_we = '1') then + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => reg(0) <= I_DA; + when x"1" => reg(1) <= I_DA; + when x"2" => reg(2) <= I_DA; + when x"3" => reg(3) <= I_DA; + when x"4" => reg(4) <= I_DA; + when x"5" => reg(5) <= I_DA; + when x"6" => reg(6) <= I_DA; + when x"7" => reg(7) <= I_DA; + when x"8" => reg(8) <= I_DA; + when x"9" => reg(9) <= I_DA; + when x"A" => reg(10) <= I_DA; + when x"B" => reg(11) <= I_DA; + when x"C" => reg(12) <= I_DA; + when x"D" => reg(13) <= I_DA; env_reset <= '1'; + when x"E" => reg(14) <= I_DA; + when x"F" => reg(15) <= I_DA; + when others => null; + end case; + end if; + end if; + end process; + + -- + -- LATCHED, useful when emulating a real chip in circuit. Nasty as gated clock. + -- +-- p_waddr : process(reset_l, busctrl_addr) +-- begin +-- -- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. +-- if (RESET_L = '0') then +-- addr <= (others => '0'); +-- elsif falling_edge(busctrl_addr) then -- yuk +-- addr <= I_DA; +-- end if; +-- end process; +-- +-- p_wdata : process(reset_l, busctrl_we, addr) +-- begin +-- if (RESET_L = '0') then +-- reg <= (others => (others => '0')); +-- elsif falling_edge(busctrl_we) then +-- case addr(3 downto 0) is +-- when x"0" => reg(0) <= I_DA; +-- when x"1" => reg(1) <= I_DA; +-- when x"2" => reg(2) <= I_DA; +-- when x"3" => reg(3) <= I_DA; +-- when x"4" => reg(4) <= I_DA; +-- when x"5" => reg(5) <= I_DA; +-- when x"6" => reg(6) <= I_DA; +-- when x"7" => reg(7) <= I_DA; +-- when x"8" => reg(8) <= I_DA; +-- when x"9" => reg(9) <= I_DA; +-- when x"A" => reg(10) <= I_DA; +-- when x"B" => reg(11) <= I_DA; +-- when x"C" => reg(12) <= I_DA; +-- when x"D" => reg(13) <= I_DA; +-- when x"E" => reg(14) <= I_DA; +-- when x"F" => reg(15) <= I_DA; +-- when others => null; +-- end case; +-- end if; +-- +-- env_reset <= '0'; +-- if (busctrl_we = '1') and (addr(3 downto 0) = x"D") then +-- env_reset <= '1'; +-- end if; +-- end process; + + -- + -- END LATCHED + -- + + p_rdata : process(busctrl_re, addr, reg, ioa_inreg, iob_inreg) + begin + O_DA <= (others => '0'); -- 'X' + if (busctrl_re = '1') then -- not necessary, but useful for putting 'X's in the simulator + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => O_DA <= reg(0) ; + when x"1" => O_DA <= "0000" & reg(1)(3 downto 0) ; + when x"2" => O_DA <= reg(2) ; + when x"3" => O_DA <= "0000" & reg(3)(3 downto 0) ; + when x"4" => O_DA <= reg(4) ; + when x"5" => O_DA <= "0000" & reg(5)(3 downto 0) ; + when x"6" => O_DA <= "000" & reg(6)(4 downto 0) ; + when x"7" => O_DA <= reg(7) ; + when x"8" => O_DA <= "000" & reg(8)(4 downto 0) ; + when x"9" => O_DA <= "000" & reg(9)(4 downto 0) ; + when x"A" => O_DA <= "000" & reg(10)(4 downto 0) ; + when x"B" => O_DA <= reg(11); + when x"C" => O_DA <= reg(12); + when x"D" => O_DA <= "0000" & reg(13)(3 downto 0); + when x"E" => if (reg(7)(6) = '0') then -- input + O_DA <= ioa_inreg; + else + O_DA <= reg(14); -- read output reg + end if; + when x"F" => if (Reg(7)(7) = '0') then + O_DA <= iob_inreg; + else + O_DA <= reg(15); + end if; + when others => null; + end case; + end if; + end process; + -- + p_divider : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + -- / 8 when SEL is high and /16 when SEL is low + if (ENA = '1') then + ena_div <= '0'; + ena_div_noise <= '0'; + if (cnt_div = "0000") then + cnt_div <= (not I_SEL_L) & "111"; + ena_div <= '1'; + + noise_div <= not noise_div; + if (noise_div = '1') then + ena_div_noise <= '1'; + end if; + else + cnt_div <= cnt_div - "1"; + end if; + end if; + end process; + + p_noise_gen : process + variable noise_gen_comp : std_logic_vector(4 downto 0); + variable poly17_zero : std_logic; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + if (reg(6)(4 downto 0) = "00000") then + noise_gen_comp := "00000"; + else + noise_gen_comp := (reg(6)(4 downto 0) - "1"); + end if; + + poly17_zero := '0'; + if (poly17 = "00000000000000000") then poly17_zero := '1'; end if; + + if (ENA = '1') then + + if (ena_div_noise = '1') then -- divider ena + + if (noise_gen_cnt >= noise_gen_comp) then + noise_gen_cnt <= "00000"; + poly17 <= (poly17(0) xor poly17(2) xor poly17_zero) & poly17(16 downto 1); + else + noise_gen_cnt <= (noise_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + noise_gen_op <= poly17(0); + + p_tone_gens : process + variable tone_gen_freq : array_3x12; + variable tone_gen_comp : array_3x12; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + -- looks like real chips count up - we need to get the Exact behaviour .. + tone_gen_freq(1) := reg(1)(3 downto 0) & reg(0); + tone_gen_freq(2) := reg(3)(3 downto 0) & reg(2); + tone_gen_freq(3) := reg(5)(3 downto 0) & reg(4); + -- period 0 = period 1 + for i in 1 to 3 loop + if (tone_gen_freq(i) = x"000") then + tone_gen_comp(i) := x"000"; + else + tone_gen_comp(i) := (tone_gen_freq(i) - "1"); + end if; + end loop; + + if (ENA = '1') then + for i in 1 to 3 loop + if (ena_div = '1') then -- divider ena + + if (tone_gen_cnt(i) >= tone_gen_comp(i)) then + tone_gen_cnt(i) <= x"000"; + tone_gen_op(i) <= not tone_gen_op(i); + else + tone_gen_cnt(i) <= (tone_gen_cnt(i) + "1"); + end if; + end if; + end loop; + end if; + end process; + + p_envelope_freq : process + variable env_gen_freq : std_logic_vector(15 downto 0); + variable env_gen_comp : std_logic_vector(15 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + env_gen_freq := reg(12) & reg(11); + -- envelope freqs 1 and 0 are the same. + if (env_gen_freq = x"0000") then + env_gen_comp := x"0000"; + else + env_gen_comp := (env_gen_freq - "1"); + end if; + + if (ENA = '1') then + env_ena <= '0'; + if (ena_div = '1') then -- divider ena + if (env_gen_cnt >= env_gen_comp) then + env_gen_cnt <= x"0000"; + env_ena <= '1'; + else + env_gen_cnt <= (env_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_envelope_shape : process(env_reset, CLK, reg) + variable is_bot : boolean; + variable is_bot_p1 : boolean; + variable is_top_m1 : boolean; + variable is_top : boolean; + begin + -- envelope shapes + -- C AtAlH + -- 0 0 x x \___ + -- + -- 0 1 x x /___ + -- + -- 1 0 0 0 \\\\ + -- + -- 1 0 0 1 \___ + -- + -- 1 0 1 0 \/\/ + -- ___ + -- 1 0 1 1 \ + -- + -- 1 1 0 0 //// + -- ___ + -- 1 1 0 1 / + -- + -- 1 1 1 0 /\/\ + -- + -- 1 1 1 1 /___ + if (env_reset = '1') then + -- load initial state + if (reg(13)(2) = '0') then -- attack + env_vol <= "11111"; + env_inc <= '0'; -- -1 + else + env_vol <= "00000"; + env_inc <= '1'; -- +1 + end if; + env_hold <= '0'; + + elsif rising_edge(CLK) then + is_bot := (env_vol = "00000"); + is_bot_p1 := (env_vol = "00001"); + is_top_m1 := (env_vol = "11110"); + is_top := (env_vol = "11111"); + + if (ENA = '1') then + if (env_ena = '1') then + if (env_hold = '0') then + if (env_inc = '1') then + env_vol <= (env_vol + "00001"); + else + env_vol <= (env_vol + "11111"); + end if; + end if; + + -- envelope shape control. + if (reg(13)(3) = '0') then + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(0) = '1') then -- hold = 1 + if (env_inc = '0') then -- down + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_bot then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + end if; + + elsif (reg(13)(1) = '1') then -- alternate + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_bot then env_hold <= '0'; env_inc <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_top then env_hold <= '0'; env_inc <= '0'; end if; + end if; + end if; + + end if; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_chan_mixer : process(cnt_div, reg, tone_gen_op) + begin + tone_ena_l <= '1'; tone_src <= '1'; + noise_ena_l <= '1'; chan_vol <= "00000"; + case cnt_div(1 downto 0) is + when "00" => + tone_ena_l <= reg(7)(0); tone_src <= tone_gen_op(1); chan_vol <= reg(8)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(3); + when "01" => + tone_ena_l <= reg(7)(1); tone_src <= tone_gen_op(2); chan_vol <= reg(9)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(4); + when "10" => + tone_ena_l <= reg(7)(2); tone_src <= tone_gen_op(3); chan_vol <= reg(10)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(5); + when "11" => null; -- tone gen outputs become valid on this clock + when others => null; + end case; + end process; + + p_op_mixer : process + variable chan_mixed : std_logic; + variable chan_amp : std_logic_vector(4 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + if (ENA = '1') then + + chan_mixed := (tone_ena_l or tone_src) and (noise_ena_l or noise_gen_op); + + chan_amp := (others => '0'); + if (chan_mixed = '1') then + if (chan_vol(4) = '0') then + if (chan_vol(3 downto 0) = "0000") then -- nothing is easy ! make sure quiet is quiet + chan_amp := "00000"; + else + chan_amp := chan_vol(3 downto 0) & '1'; -- make sure level 31 (env) = level 15 (tone) + end if; + else + chan_amp := env_vol(4 downto 0); + end if; + end if; + + dac_amp <= x"00"; + case chan_amp is + when "11111" => dac_amp <= x"FF"; + when "11110" => dac_amp <= x"D9"; + when "11101" => dac_amp <= x"BA"; + when "11100" => dac_amp <= x"9F"; + when "11011" => dac_amp <= x"88"; + when "11010" => dac_amp <= x"74"; + when "11001" => dac_amp <= x"63"; + when "11000" => dac_amp <= x"54"; + when "10111" => dac_amp <= x"48"; + when "10110" => dac_amp <= x"3D"; + when "10101" => dac_amp <= x"34"; + when "10100" => dac_amp <= x"2C"; + when "10011" => dac_amp <= x"25"; + when "10010" => dac_amp <= x"1F"; + when "10001" => dac_amp <= x"1A"; + when "10000" => dac_amp <= x"16"; + when "01111" => dac_amp <= x"13"; + when "01110" => dac_amp <= x"10"; + when "01101" => dac_amp <= x"0D"; + when "01100" => dac_amp <= x"0B"; + when "01011" => dac_amp <= x"09"; + when "01010" => dac_amp <= x"08"; + when "01001" => dac_amp <= x"07"; + when "01000" => dac_amp <= x"06"; + when "00111" => dac_amp <= x"05"; + when "00110" => dac_amp <= x"04"; + when "00101" => dac_amp <= x"03"; + when "00100" => dac_amp <= x"03"; + when "00011" => dac_amp <= x"02"; + when "00010" => dac_amp <= x"02"; + when "00001" => dac_amp <= x"01"; + when "00000" => dac_amp <= x"00"; + when others => null; + end case; + + if (cnt_div(1 downto 0) = "10") then + audio_mix <= (others => '0'); + audio_final <= audio_mix; + else + audio_mix <= audio_mix + ("00" & dac_amp); + end if; + + if (RESET_L = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= "00000000"; + else + if (audio_final(9) = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= audio_final(8 downto 1); + else -- clip + O_AUDIO(7 downto 0) <= x"FF"; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_io_ports : process(reg) + begin + O_IOA <= reg(14); + + O_IOA_OE_L <= not reg(7)(6); + O_IOB <= reg(15); + O_IOB_OE_L <= not reg(7)(7); + end process; + + p_io_ports_inreg : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + ioa_inreg <= I_IOA; + iob_inreg <= I_IOB; + end process; +end architecture RTL; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg new file mode 100644 index 00000000..423ed87a Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf new file mode 100644 index 00000000..f49a4c4b Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg new file mode 100644 index 00000000..f99d0dca Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_text.pdf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_text.pdf new file mode 100644 index 00000000..a30a9004 Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/DEV/swimmer_text.pdf differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qpf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qpf new file mode 100644 index 00000000..55592930 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qpf @@ -0,0 +1,6 @@ +DATE = "19:48:06 May 24, 2017" +QUARTUS_VERSION = "16.0.2" + +# Revisions + +PROJECT_REVISION = "Guzzler" diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qsf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qsf new file mode 100644 index 00000000..630e0340 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/Guzzler.qsf @@ -0,0 +1,214 @@ +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Copyright (C) 1991-2014 Altera Corporation +# Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions +# and other software and tools, and its AMPP partner logic +# functions, and any output files from any of the foregoing +# (including device programming or simulation files), and any +# associated documentation or information are expressly subject +# to the terms and conditions of the Altera Program License +# Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License +# Agreement, or other applicable license agreement, including, +# without limitation, that your use is for the sole purpose of +# programming logic devices manufactured by Altera and sold by +# Altera or its authorized distributors. Please refer to the +# applicable agreement for further details. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Quartus II 64-Bit +# Version 13.1.4 Build 182 03/12/2014 SJ Web Edition +# Date created = 17:40:13 September 08, 2019 +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Notes: +# +# 1) The default values for assignments are stored in the file: +# Guzzler_assignment_defaults.qdf +# If this file doesn't exist, see file: +# assignment_defaults.qdf +# +# 2) Altera recommends that you do not modify this file. This +# file is updated automatically by the Quartus II software +# and any changes you make may be lost or overwritten. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # + + + +# Project-Wide Assignments +# ======================== +set_global_assignment -name ORIGINAL_QUARTUS_VERSION 16.0.2 +set_global_assignment -name LAST_QUARTUS_VERSION 13.1 +set_global_assignment -name PROJECT_CREATION_TIME_DATE "19:48:06 MAY 24,2017" +set_global_assignment -name PRE_FLOW_SCRIPT_FILE "quartus_sh:rtl/build_id.tcl" +set_global_assignment -name PROJECT_OUTPUT_DIRECTORY output_files + +# Pin & Location Assignments +# ========================== +set_location_assignment PIN_7 -to LED +set_location_assignment PIN_54 -to CLOCK_27 +set_location_assignment PIN_144 -to VGA_R[5] +set_location_assignment PIN_143 -to VGA_R[4] +set_location_assignment PIN_142 -to VGA_R[3] +set_location_assignment PIN_141 -to VGA_R[2] +set_location_assignment PIN_137 -to VGA_R[1] 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core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed wait and halt +-- +-- 0211 : Fixed Refresh addition and IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0232 : Removed refresh address output for Mode > 1 and added DJNZ M1_n fix by Mike Johnson +-- +-- 0235 : Added clock enable and IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0237 : Changed 8080 I/O address output, added IntE output +-- +-- 0238 : Fixed (IX/IY+d) timing and 16 bit ADC and SBC zero flag +-- +-- 0240 : Added interrupt ack fix by Mike Johnson, changed (IX/IY+d) timing and changed flags in GB mode +-- +-- 0242 : Added I/O wait, fixed refresh address, moved some registers to RAM +-- +-- 0247 : Fixed bus req/ack cycle +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80 is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); 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+ A(15 downto 8) <= I; + R(6 downto 0) <= R(6 downto 0) + 1; + end if; + + if Jump = '0' and Call = '0' and NMICycle = '0' and IntCycle = '0' and not (Halt_FF = '1' or Halt = '1') then + PC <= PC + 1; + end if; + + if IntCycle = '1' and IStatus = "01" then + IR <= "11111111"; + elsif Halt_FF = '1' or (IntCycle = '1' and IStatus = "10") or NMICycle = '1' then + IR <= "00000000"; + else + IR <= DInst; + end if; + + ISet <= "00"; + if Prefix /= "00" then + if Prefix = "11" then + if IR(5) = '1' then + XY_State <= "10"; + else + XY_State <= "01"; + end if; + else + if Prefix = "10" then + XY_State <= "00"; + XY_Ind <= '0'; + end if; + ISet <= Prefix; + end if; + else + XY_State <= "00"; + XY_Ind <= '0'; + end if; + end if; + + else + -- either (MCycle > 1) OR (MCycle = 1 AND TState > 3) + + if MCycle = "110" then + XY_Ind <= '1'; + if Prefix = "01" then + ISet <= "01"; + end if; + end if; + + if T_Res = '1' then + BTR_r <= (I_BT or I_BC or I_BTR) and not No_BTR; + if Jump = '1' then + A(15 downto 8) <= DI_Reg; 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+ end if; + A(7 downto 0) <= DI_Reg; + when aSP => + A <= std_logic_vector(SP); + when aBC => + if Mode = 3 and IORQ_i = '1' then + -- Memory map I/O on GBZ80 + A(15 downto 8) <= (others => '1'); + A(7 downto 0) <= RegBusC(7 downto 0); + else + A <= RegBusC; + end if; + when aDE => + A <= RegBusC; + when aZI => + if Inc_WZ = '1' then + A <= std_logic_vector(unsigned(TmpAddr) + 1); + else + A(15 downto 8) <= DI_Reg; + A(7 downto 0) <= TmpAddr(7 downto 0); + end if; + when others => + A <= std_logic_vector(PC); + end case; + end if; + + Save_ALU_r <= Save_ALU; + ALU_Op_r <= ALU_Op; + + if I_CPL = '1' then + -- CPL + ACC <= not ACC; + F(Flag_Y) <= not ACC(5); + F(Flag_H) <= '1'; + F(Flag_X) <= not ACC(3); + F(Flag_N) <= '1'; + end if; + if I_CCF = '1' then + -- CCF + F(Flag_C) <= not F(Flag_C); + F(Flag_Y) <= ACC(5); + F(Flag_H) <= F(Flag_C); + F(Flag_X) <= ACC(3); + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + if I_SCF = '1' then + -- SCF + F(Flag_C) <= '1'; + F(Flag_Y) <= ACC(5); + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_X) <= ACC(3); + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + end if; + + if TState = 2 and Wait_n = '1' then + if ISet = "01" and MCycle = "111" then + IR <= DInst; + end if; + if JumpE = '1' then + PC <= unsigned(signed(PC) + signed(DI_Reg)); + elsif Inc_PC = '1' then + PC <= PC + 1; + end if; + if BTR_r = '1' then + PC <= PC - 2; + end if; + if RstP = '1' then + TmpAddr <= (others =>'0'); + TmpAddr(5 downto 3) <= IR(5 downto 3); + end if; + end if; + if TState = 3 and MCycle = "110" then + TmpAddr <= std_logic_vector(signed(RegBusC) + signed(DI_Reg)); + end if; + + if (TState = 2 and Wait_n = '1') or (TState = 4 and MCycle = "001") then + if IncDec_16(2 downto 0) = "111" then + if IncDec_16(3) = '1' then + SP <= SP - 1; + else + SP <= SP + 1; + end if; + end if; + end if; + + if LDSPHL = '1' then + SP <= unsigned(RegBusC); + end if; + if ExchangeAF = '1' then + Ap <= ACC; + ACC <= Ap; + Fp <= F; + F <= Fp; + end if; + if ExchangeRS = '1' then + Alternate <= not Alternate; + end if; + end if; + + if TState = 3 then + if LDZ = '1' then + TmpAddr(7 downto 0) <= DI_Reg; + end if; + if LDW = '1' then + TmpAddr(15 downto 8) <= DI_Reg; + end if; + + if Special_LD(2) = '1' then + case Special_LD(1 downto 0) is + when "00" => + ACC <= I; + F(Flag_P) <= IntE_FF2; + when "01" => + ACC <= std_logic_vector(R); + F(Flag_P) <= IntE_FF2; + when "10" => + I <= ACC; + when others => + R <= unsigned(ACC); + end case; + end if; + end if; + + if (I_DJNZ = '0' and Save_ALU_r = '1') or ALU_Op_r = "1001" then + if Mode = 3 then + F(6) <= F_Out(6); + F(5) <= F_Out(5); + F(7) <= F_Out(7); + if PreserveC_r = '0' then + F(4) <= F_Out(4); + end if; + else + F(7 downto 1) <= F_Out(7 downto 1); + if PreserveC_r = '0' then + F(Flag_C) <= F_Out(0); + end if; + end if; + end if; + if T_Res = '1' and I_INRC = '1' then + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_N) <= '0'; + if DI_Reg(7 downto 0) = "00000000" then + F(Flag_Z) <= '1'; + else + F(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F(Flag_S) <= DI_Reg(7); + F(Flag_P) <= not (DI_Reg(0) xor DI_Reg(1) xor DI_Reg(2) xor DI_Reg(3) xor + DI_Reg(4) xor DI_Reg(5) xor DI_Reg(6) xor DI_Reg(7)); + end if; + + if TState = 1 and Auto_Wait_t1 = '0' then + DO <= BusB; + if I_RLD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusA(3 downto 0); + DO(7 downto 4) <= BusB(3 downto 0); + end if; + if I_RRD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusB(7 downto 4); + DO(7 downto 4) <= BusA(3 downto 0); + end if; + end if; + + if T_Res = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= Set_BusA_To; + Read_To_Reg_r(4) <= Read_To_Reg; + if Read_To_Acc = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= "0111"; + Read_To_Reg_r(4) <= '1'; + end if; + end if; + + if TState = 1 and I_BT = '1' then + F(Flag_X) <= ALU_Q(3); + F(Flag_Y) <= ALU_Q(1); + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + if I_BC = '1' or I_BT = '1' then + F(Flag_P) <= IncDecZ; + end if; + + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10111" => + ACC <= Save_Mux; + when "10110" => + DO <= Save_Mux; + when "11000" => + SP(7 downto 0) <= unsigned(Save_Mux); + when "11001" => + SP(15 downto 8) <= unsigned(Save_Mux); + when "11011" => + F <= Save_Mux; + when others => + end case; + end if; + + end if; + + end if; + + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- BC('), DE('), HL('), IX and IY +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + -- Bus A / Write + RegAddrA_r <= Alternate & Set_BusA_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusA_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrA_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Bus B + RegAddrB_r <= Alternate & Set_BusB_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusB_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrB_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Address from register + RegAddrC <= Alternate & Set_Addr_To(1 downto 0); + -- Jump (HL), LD SP,HL + if (JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') then + RegAddrC <= Alternate & "10"; + end if; + if ((JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') and XY_State /= "00") or (MCycle = "110") then + RegAddrC <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + if I_DJNZ = '1' and Save_ALU_r = '1' and Mode < 2 then + IncDecZ <= F_Out(Flag_Z); + end if; + if (TState = 2 or (TState = 3 and MCycle = "001")) and IncDec_16(2 downto 0) = "100" then + if ID16 = 0 then + IncDecZ <= '0'; + else + IncDecZ <= '1'; + end if; + end if; + + RegBusA_r <= RegBusA; + end if; + end if; + end process; + + RegAddrA <= + -- 16 bit increment/decrement + Alternate & IncDec_16(1 downto 0) when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and XY_State = "00" else + XY_State(1) & "11" when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and IncDec_16(1 downto 0) = "10" else + -- EX HL,DL + Alternate & "10" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 4 else + -- Bus A / Write + RegAddrA_r; + + RegAddrB <= + -- EX HL,DL + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + -- Bus B + RegAddrB_r; + + ID16 <= signed(RegBusA) - 1 when IncDec_16(3) = '1' else + signed(RegBusA) + 1; + + process (Save_ALU_r, Auto_Wait_t1, ALU_OP_r, Read_To_Reg_r, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegWEH <= '0'; + RegWEL <= '0'; + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10000" | "10001" | "10010" | "10011" | "10100" | "10101" => + RegWEH <= not Read_To_Reg_r(0); + RegWEL <= Read_To_Reg_r(0); + when others => + end case; + end if; + + if ExchangeDH = '1' and (TState = 3 or TState = 4) then + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and Wait_n = '1' and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + case IncDec_16(1 downto 0) is + when "00" | "01" | "10" => + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + when others => + end case; + end if; + end process; + + process (Save_Mux, RegBusB, RegBusA_r, ID16, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegDIH <= Save_Mux; + RegDIL <= Save_Mux; + + if ExchangeDH = '1' and TState = 3 then + RegDIH <= RegBusB(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusB(7 downto 0); + end if; + if ExchangeDH = '1' and TState = 4 then + RegDIH <= RegBusA_r(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusA_r(7 downto 0); + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + RegDIH <= std_logic_vector(ID16(15 downto 8)); + RegDIL <= std_logic_vector(ID16(7 downto 0)); + end if; + end process; + + Regs : T80_Reg + port map( + Clk => CLK_n, + CEN => ClkEn, + WEH => RegWEH, + WEL => RegWEL, + AddrA => RegAddrA, + AddrB => RegAddrB, + AddrC => RegAddrC, + DIH => RegDIH, + DIL => RegDIL, + DOAH => RegBusA(15 downto 8), + DOAL => RegBusA(7 downto 0), + DOBH => RegBusB(15 downto 8), + DOBL => RegBusB(7 downto 0), + DOCH => RegBusC(15 downto 8), + DOCL => RegBusC(7 downto 0)); + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Buses +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + case Set_BusB_To is + when "0111" => + BusB <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusB_To(0) = '1' then + BusB <= RegBusB(7 downto 0); + else + BusB <= RegBusB(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusB <= DI_Reg; + when "1000" => + BusB <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusB <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusB <= "00000001"; + when "1011" => + BusB <= F; + when "1100" => + BusB <= std_logic_vector(PC(7 downto 0)); + when "1101" => + BusB <= std_logic_vector(PC(15 downto 8)); + when "1110" => + BusB <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + + case Set_BusA_To is + when "0111" => + BusA <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusA_To(0) = '1' then + BusA <= RegBusA(7 downto 0); + else + BusA <= RegBusA(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusA <= DI_Reg; + when "1000" => + BusA <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusA <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusA <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + end if; + end if; + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Generate external control signals +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n,CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RFSH_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if MCycle = "001" and ((TState = 2 and Wait_n = '1') or TState = 3) then + RFSH_n <= '0'; + else + RFSH_n <= '1'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + MC <= std_logic_vector(MCycle); + TS <= std_logic_vector(TState); + DI_Reg <= DI; + HALT_n <= not Halt_FF; + BUSAK_n <= not BusAck; + IntCycle_n <= not IntCycle; + IntE <= IntE_FF1; + IORQ <= IORQ_i; + Stop <= I_DJNZ; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Syncronise inputs +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + variable OldNMI_n : std_logic; + begin + if RESET_n = '0' then + BusReq_s <= '0'; + INT_s <= '0'; + NMI_s <= '0'; + OldNMI_n := '0'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + BusReq_s <= not BUSRQ_n; + INT_s <= not INT_n; + if NMICycle = '1' then + NMI_s <= '0'; + elsif NMI_n = '0' and OldNMI_n = '1' then + NMI_s <= '1'; + end if; + OldNMI_n := NMI_n; + end if; + end if; + end process; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Main state machine +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + MCycle <= "001"; + TState <= "000"; + Pre_XY_F_M <= "000"; + Halt_FF <= '0'; + BusAck <= '0'; + NMICycle <= '0'; + IntCycle <= '0'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + No_BTR <= '0'; + Auto_Wait_t1 <= '0'; + Auto_Wait_t2 <= '0'; + M1_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if T_Res = '1' then + Auto_Wait_t1 <= '0'; + else + Auto_Wait_t1 <= Auto_Wait or IORQ_i; + end if; + Auto_Wait_t2 <= Auto_Wait_t1; + No_BTR <= (I_BT and (not IR(4) or not F(Flag_P))) or + (I_BC and (not IR(4) or F(Flag_Z) or not F(Flag_P))) or + (I_BTR and (not IR(4) or F(Flag_Z))); + if TState = 2 then + if SetEI = '1' then + IntE_FF1 <= '1'; + IntE_FF2 <= '1'; + end if; + if I_RETN = '1' then + IntE_FF1 <= IntE_FF2; + end if; + end if; + if TState = 3 then + if SetDI = '1' then + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + end if; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + Halt_FF <= '0'; + end if; + if MCycle = "001" and TState = 2 and Wait_n = '1' then + M1_n <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' and BusAck = '1' then + else + BusAck <= '0'; + if TState = 2 and Wait_n = '0' then + elsif T_Res = '1' then + if Halt = '1' then + Halt_FF <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' then + BusAck <= '1'; + else + TState <= "001"; + if NextIs_XY_Fetch = '1' then + MCycle <= "110"; + Pre_XY_F_M <= MCycle; + if IR = "00110110" and Mode = 0 then + Pre_XY_F_M <= "010"; + end if; + elsif (MCycle = "111") or + (MCycle = "110" and Mode = 1 and ISet /= "01") then + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(Pre_XY_F_M) + 1); + elsif (MCycle = MCycles) or + No_BTR = '1' or + (MCycle = "010" and I_DJNZ = '1' and IncDecZ = '1') then + M1_n <= '0'; + MCycle <= "001"; + IntCycle <= '0'; + NMICycle <= '0'; + if NMI_s = '1' and Prefix = "00" then + NMICycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + elsif (IntE_FF1 = '1' and INT_s = '1') and Prefix = "00" and SetEI = '0' then + IntCycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + else + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(MCycle) + 1); + end if; + end if; + else + if (Auto_Wait = '1' and Auto_Wait_t2 = '0') nor + (IOWait = 1 and IORQ_i = '1' and Auto_Wait_t1 = '0') then + TState <= TState + 1; + end if; + end if; + end if; + if TState = 0 then + M1_n <= '0'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + process (IntCycle, NMICycle, MCycle) + begin + Auto_Wait <= '0'; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + if MCycle = "001" then + Auto_Wait <= '1'; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd new file mode 100644 index 00000000..86fddce7 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd @@ -0,0 +1,351 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0238 : Fixed zero flag for 16 bit SBC and ADC +-- +-- 0240 : Added GB operations +-- +-- 0242 : Cleanup +-- +-- 0247 : Cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_ALU is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_ALU; + +architecture rtl of T80_ALU is + + procedure AddSub(A : std_logic_vector; + B : std_logic_vector; + Sub : std_logic; + Carry_In : std_logic; + signal Res : out std_logic_vector; + signal Carry : out std_logic) is + variable B_i : unsigned(A'length - 1 downto 0); + variable Res_i : unsigned(A'length + 1 downto 0); + begin + if Sub = '1' then + B_i := not unsigned(B); + else + B_i := unsigned(B); + end if; + Res_i := unsigned("0" & A & Carry_In) + unsigned("0" & B_i & "1"); + Carry <= Res_i(A'length + 1); + Res <= std_logic_vector(Res_i(A'length downto 1)); + end; + + -- AddSub variables (temporary signals) + signal UseCarry : std_logic; + signal Carry7_v : std_logic; + signal Overflow_v : std_logic; + signal HalfCarry_v : std_logic; + signal Carry_v : std_logic; + signal Q_v : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal BitMask : std_logic_vector(7 downto 0); + +begin + + with IR(5 downto 3) select BitMask <= "00000001" when "000", + "00000010" when "001", + "00000100" when "010", + "00001000" when "011", + "00010000" when "100", + "00100000" when "101", + "01000000" when "110", + "10000000" when others; + + UseCarry <= not ALU_Op(2) and ALU_Op(0); + AddSub(BusA(3 downto 0), BusB(3 downto 0), ALU_Op(1), ALU_Op(1) xor (UseCarry and F_In(Flag_C)), Q_v(3 downto 0), HalfCarry_v); + AddSub(BusA(6 downto 4), BusB(6 downto 4), ALU_Op(1), HalfCarry_v, Q_v(6 downto 4), Carry7_v); + AddSub(BusA(7 downto 7), BusB(7 downto 7), ALU_Op(1), Carry7_v, Q_v(7 downto 7), Carry_v); + OverFlow_v <= Carry_v xor Carry7_v; + + process (Arith16, ALU_OP, F_In, BusA, BusB, IR, Q_v, Carry_v, HalfCarry_v, OverFlow_v, BitMask, ISet, Z16) + variable Q_t : std_logic_vector(7 downto 0); + variable DAA_Q : unsigned(8 downto 0); + begin + Q_t := "--------"; + F_Out <= F_In; + DAA_Q := "---------"; + case ALU_Op is + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" | "0110" | "0111" => + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_C) <= '0'; + case ALU_OP(2 downto 0) is + when "000" | "001" => -- ADD, ADC + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_C) <= Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "010" | "011" | "111" => -- SUB, SBC, CP + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_N) <= '1'; + F_Out(Flag_C) <= not Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= not HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "100" => -- AND + Q_t(7 downto 0) := BusA and BusB; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + when "101" => -- XOR + Q_t(7 downto 0) := BusA xor BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + when others => -- OR "110" + Q_t(7 downto 0) := BusA or BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end case; + if ALU_Op(2 downto 0) = "111" then -- CP + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + else + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + end if; + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + if Z16 = '1' then + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); -- 16 bit ADC,SBC + end if; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + case ALU_Op(2 downto 0) is + when "000" | "001" | "010" | "011" | "111" => -- ADD, ADC, SUB, SBC, CP + when others => + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + end case; + if Arith16 = '1' then + F_Out(Flag_S) <= F_In(Flag_S); + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); + F_Out(Flag_P) <= F_In(Flag_P); + end if; + when "1100" => + -- DAA + F_Out(Flag_H) <= F_In(Flag_H); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C); + DAA_Q(7 downto 0) := unsigned(BusA); + DAA_Q(8) := '0'; + if F_In(Flag_N) = '0' then + -- After addition + -- Alow > 9 or H = 1 + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if (DAA_Q(3 downto 0) > 9) then + F_Out(Flag_H) <= '1'; + else + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q := DAA_Q + 6; + end if; + -- new Ahigh > 9 or C = 1 + if DAA_Q(8 downto 4) > 9 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q + 96; -- 0x60 + end if; + else + -- After subtraction + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if DAA_Q(3 downto 0) > 5 then + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q(7 downto 0) := DAA_Q(7 downto 0) - 6; + end if; + if unsigned(BusA) > 153 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q - 352; -- 0x160 + end if; + end if; + F_Out(Flag_X) <= DAA_Q(3); + F_Out(Flag_Y) <= DAA_Q(5); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C) or DAA_Q(8); + Q_t := std_logic_vector(DAA_Q(7 downto 0)); + if DAA_Q(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= DAA_Q(7); + F_Out(Flag_P) <= not (DAA_Q(0) xor DAA_Q(1) xor DAA_Q(2) xor DAA_Q(3) xor + DAA_Q(4) xor DAA_Q(5) xor DAA_Q(6) xor DAA_Q(7)); + when "1101" | "1110" => + -- RLD, RRD + Q_t(7 downto 4) := BusA(7 downto 4); + if ALU_Op(0) = '1' then + Q_t(3 downto 0) := BusB(7 downto 4); + else + Q_t(3 downto 0) := BusB(3 downto 0); + end if; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + when "1001" => + -- BIT + Q_t(7 downto 0) := BusB and BitMask; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + F_Out(Flag_P) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + F_Out(Flag_P) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= '0'; + F_Out(Flag_Y) <= '0'; + if IR(2 downto 0) /= "110" then + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + end if; + when "1010" => + -- SET + Q_t(7 downto 0) := BusB or BitMask; + when "1011" => + -- RES + Q_t(7 downto 0) := BusB and not BitMask; + when "1000" => + -- ROT + case IR(5 downto 3) is + when "000" => -- RLC + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := BusA(7); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "010" => -- RL + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "001" => -- RRC + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := BusA(0); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "011" => -- RR + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "100" => -- SLA + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '0'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "110" => -- SLL (Undocumented) / SWAP + if Mode = 3 then + Q_t(7 downto 4) := BusA(3 downto 0); + Q_t(3 downto 0) := BusA(7 downto 4); + F_Out(Flag_C) <= '0'; + else + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '1'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + end if; + when "101" => -- SRA + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := BusA(7); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when others => -- SRL + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := '0'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + end case; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + if ISet = "00" then + F_Out(Flag_P) <= F_In(Flag_P); + F_Out(Flag_S) <= F_In(Flag_S); + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); + end if; + when others => + null; + end case; + Q <= Q_t; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd new file mode 100644 index 00000000..4cc30f35 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd @@ -0,0 +1,1934 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0211 : Fixed IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0235 : Added IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0238 : Added NoRead signal +-- +-- 0238b: Fixed instruction timing for POP and DJNZ +-- +-- 0240 : Added (IX/IY+d) states, removed op-codes from mode 2 and added all remaining mode 3 op-codes +-- +-- 0242 : Fixed I/O instruction timing, cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_MCode is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + IR : in std_logic_vector(7 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + MCycle : in std_logic_vector(2 downto 0); + F : in std_logic_vector(7 downto 0); + NMICycle : in std_logic; + IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI,A,SP(L),SP(M),1,F,PC(L),PC(M),0 + ALU_Op : out std_logic_vector(3 downto 0); + -- ADD, ADC, SUB, SBC, AND, XOR, OR, CP, ROT, BIT, SET, RES, DAA, RLD, RRD, None + Save_ALU : out std_logic; + PreserveC : out std_logic; + Arith16 : out std_logic; + Set_Addr_To : out std_logic_vector(2 downto 0); -- aNone,aXY,aIOA,aSP,aBC,aDE,aZI + IORQ : out std_logic; + Jump : out std_logic; + JumpE : out std_logic; + JumpXY : out std_logic; + Call : out std_logic; + RstP : out std_logic; + LDZ : out std_logic; + LDW : out std_logic; + LDSPHL : out std_logic; + Special_LD : out std_logic_vector(2 downto 0); -- A,I;A,R;I,A;R,A;None + ExchangeDH : out std_logic; + ExchangeRp : out std_logic; + ExchangeAF : out std_logic; + ExchangeRS : out std_logic; + I_DJNZ : out std_logic; + I_CPL : out std_logic; + I_CCF : out std_logic; + I_SCF : out std_logic; + I_RETN : out std_logic; + I_BT : out std_logic; + I_BC : out std_logic; + I_BTR : out std_logic; + I_RLD : out std_logic; + I_RRD : out std_logic; + I_INRC : out std_logic; + SetDI : out std_logic; + SetEI : out std_logic; + IMode : out std_logic_vector(1 downto 0); + Halt : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic + ); +end T80_MCode; + +architecture rtl of T80_MCode is + + constant aNone : std_logic_vector(2 downto 0) := "111"; + constant aBC : std_logic_vector(2 downto 0) := "000"; + constant aDE : std_logic_vector(2 downto 0) := "001"; + constant aXY : std_logic_vector(2 downto 0) := "010"; + constant aIOA : std_logic_vector(2 downto 0) := "100"; + constant aSP : std_logic_vector(2 downto 0) := "101"; + constant aZI : std_logic_vector(2 downto 0) := "110"; +-- constant aNone : std_logic_vector(2 downto 0) := "000"; +-- constant aXY : std_logic_vector(2 downto 0) := "001"; +-- constant aIOA : std_logic_vector(2 downto 0) := "010"; +-- constant aSP : std_logic_vector(2 downto 0) := "011"; +-- constant aBC : std_logic_vector(2 downto 0) := "100"; +-- constant aDE : std_logic_vector(2 downto 0) := "101"; +-- constant aZI : std_logic_vector(2 downto 0) := "110"; + + function is_cc_true( + F : std_logic_vector(7 downto 0); + cc : bit_vector(2 downto 0) + ) return boolean is + begin + if Mode = 3 then + case cc is + when "000" => return F(7) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(7) = '1'; -- Z + when "010" => return F(4) = '0'; -- NC + when "011" => return F(4) = '1'; -- C + when "100" => return false; + when "101" => return false; + when "110" => return false; + when "111" => return false; + end case; + else + case cc is + when "000" => return F(6) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(6) = '1'; -- Z + when "010" => return F(0) = '0'; -- NC + when "011" => return F(0) = '1'; -- C + when "100" => return F(2) = '0'; -- PO + when "101" => return F(2) = '1'; -- PE + when "110" => return F(7) = '0'; -- P + when "111" => return F(7) = '1'; -- M + end case; + end if; + end; + +begin + + process (IR, ISet, MCycle, F, NMICycle, IntCycle) + variable DDD : std_logic_vector(2 downto 0); + variable SSS : std_logic_vector(2 downto 0); + variable DPair : std_logic_vector(1 downto 0); + variable IRB : bit_vector(7 downto 0); + begin + DDD := IR(5 downto 3); + SSS := IR(2 downto 0); + DPair := IR(5 downto 4); + IRB := to_bitvector(IR); + + MCycles <= "001"; + if MCycle = "001" then + TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + Prefix <= "00"; + Inc_PC <= '0'; + Inc_WZ <= '0'; + IncDec_16 <= "0000"; + Read_To_Acc <= '0'; + Read_To_Reg <= '0'; + Set_BusB_To <= "0000"; + Set_BusA_To <= "0000"; + ALU_Op <= "0" & IR(5 downto 3); + Save_ALU <= '0'; + PreserveC <= '0'; + Arith16 <= '0'; + IORQ <= '0'; + Set_Addr_To <= aNone; + Jump <= '0'; + JumpE <= '0'; + JumpXY <= '0'; + Call <= '0'; + RstP <= '0'; + LDZ <= '0'; + LDW <= '0'; + LDSPHL <= '0'; + Special_LD <= "000"; + ExchangeDH <= '0'; + ExchangeRp <= '0'; + ExchangeAF <= '0'; + ExchangeRS <= '0'; + I_DJNZ <= '0'; + I_CPL <= '0'; + I_CCF <= '0'; + I_SCF <= '0'; + I_RETN <= '0'; + I_BT <= '0'; + I_BC <= '0'; + I_BTR <= '0'; + I_RLD <= '0'; + I_RRD <= '0'; + I_INRC <= '0'; + SetDI <= '0'; + SetEI <= '0'; + IMode <= "11"; + Halt <= '0'; + NoRead <= '0'; + Write <= '0'; + + case ISet is + when "00" => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- Unprefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + case IRB is +-- 8 BIT LOAD GROUP + when "01000000"|"01000001"|"01000010"|"01000011"|"01000100"|"01000101"|"01000111" + |"01001000"|"01001001"|"01001010"|"01001011"|"01001100"|"01001101"|"01001111" + |"01010000"|"01010001"|"01010010"|"01010011"|"01010100"|"01010101"|"01010111" + |"01011000"|"01011001"|"01011010"|"01011011"|"01011100"|"01011101"|"01011111" + |"01100000"|"01100001"|"01100010"|"01100011"|"01100100"|"01100101"|"01100111" + |"01101000"|"01101001"|"01101010"|"01101011"|"01101100"|"01101101"|"01101111" + |"01111000"|"01111001"|"01111010"|"01111011"|"01111100"|"01111101"|"01111111" => + -- LD r,r' + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + ExchangeRp <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when "00000110"|"00001110"|"00010110"|"00011110"|"00100110"|"00101110"|"00111110" => + -- LD r,n + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01111110" => + -- LD r,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" => + -- LD (HL),r + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00110110" => + -- LD (HL),n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00001010" => + -- LD A,(BC) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00011010" => + -- LD A,(DE) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aDE; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00111010" => + if Mode = 3 then + -- LDD A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IncDec_16 <= "1110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD A,(nn) + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + when 4 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "00000010" => + -- LD (BC),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00010010" => + -- LD (DE),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aDE; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00110010" => + if Mode = 3 then + -- LDD (HL),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD (nn),A + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 4 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +-- 16 BIT LOAD GROUP + when "00000001"|"00010001"|"00100001"|"00110001" => + -- LD dd,nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1000"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1001"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + when "00101010" => + if Mode = 3 then + -- LDI A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD HL,(nn) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100010" => + if Mode = 3 then + -- LDI (HL),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD (nn),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "0101"; -- L + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "0100"; -- H + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11111001" => + -- LD SP,HL + TStates <= "110"; + LDSPHL <= '1'; + when "11000101"|"11010101"|"11100101"|"11110101" => + -- PUSH qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "0111"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '0'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 2 => + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "1011"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '1'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + Write <= '1'; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000001"|"11010001"|"11100001"|"11110001" => + -- POP qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1011"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "0111"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + +-- EXCHANGE, BLOCK TRANSFER AND SEARCH GROUP + when "11101011" => + if Mode /= 3 then + -- EX DE,HL + ExchangeDH <= '1'; + end if; + when "00001000" => + if Mode = 3 then + -- LD (nn),SP + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1000"; + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "1001"; + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EX AF,AF' + ExchangeAF <= '1'; + end if; + when "11011001" => + if Mode = 3 then + -- RETI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + I_RETN <= '1'; + SetEI <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EXX + ExchangeRS <= '1'; + end if; + when "11100011" => + if Mode /= 3 then + -- EX (SP),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0101"; + Set_BusB_To <= "0101"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0100"; + Set_BusB_To <= "0100"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 5 => + IncDec_16 <= "1111"; + TStates <= "101"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +-- 8 BIT ARITHMETIC AND LOGICAL GROUP + when "10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011111" + |"10100000"|"10100001"|"10100010"|"10100011"|"10100100"|"10100101"|"10100111" + |"10101000"|"10101001"|"10101010"|"10101011"|"10101100"|"10101101"|"10101111" + |"10110000"|"10110001"|"10110010"|"10110011"|"10110100"|"10110101"|"10110111" + |"10111000"|"10111001"|"10111010"|"10111011"|"10111100"|"10111101"|"10111111" => + -- ADD A,r + -- ADC A,r + -- SUB A,r + -- SBC A,r + -- AND A,r + -- OR A,r + -- XOR A,r + -- CP A,r + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- ADD A,(HL) + -- ADC A,(HL) + -- SUB A,(HL) + -- SBC A,(HL) + -- AND A,(HL) + -- OR A,(HL) + -- XOR A,(HL) + -- CP A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + when others => null; + end case; + when "11000110"|"11001110"|"11010110"|"11011110"|"11100110"|"11101110"|"11110110"|"11111110" => + -- ADD A,n + -- ADC A,n + -- SUB A,n + -- SBC A,n + -- AND A,n + -- OR A,n + -- XOR A,n + -- CP A,n + MCycles <= "010"; + if MCycle = "010" then + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + end if; + when "00000100"|"00001100"|"00010100"|"00011100"|"00100100"|"00101100"|"00111100" => + -- INC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + when "00110100" => + -- INC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00000101"|"00001101"|"00010101"|"00011101"|"00100101"|"00101101"|"00111101" => + -- DEC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when "00110101" => + -- DEC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + ALU_Op <= "0010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- GENERAL PURPOSE ARITHMETIC AND CPU CONTROL GROUPS + when "00100111" => + -- DAA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + ALU_Op <= "1100"; + Save_ALU <= '1'; + when "00101111" => + -- CPL + I_CPL <= '1'; + when "00111111" => + -- CCF + I_CCF <= '1'; + when "00110111" => + -- SCF + I_SCF <= '1'; + when "00000000" => + if NMICycle = '1' then + -- NMI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif IntCycle = '1' then + -- INT (IM 2) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + LDZ <= '1'; + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 5 => + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + else + -- NOP + end if; + when "01110110" => + -- HALT + Halt <= '1'; + when "11110011" => + -- DI + SetDI <= '1'; + when "11111011" => + -- EI + SetEI <= '1'; + +-- 16 BIT ARITHMETIC GROUP + when "00001001"|"00011001"|"00101001"|"00111001" => + -- ADD HL,ss + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + NoRead <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + when others => + Set_BusB_To <= "1000"; + end case; + TStates <= "100"; + Arith16 <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + when others => + Set_BusB_To <= "1001"; + end case; + Arith16 <= '1'; + when others => + end case; + when "00000011"|"00010011"|"00100011"|"00110011" => + -- INC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "01"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + when "00001011"|"00011011"|"00101011"|"00111011" => + -- DEC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "11"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + +-- ROTATE AND SHIFT GROUP + when "00000111" + -- RLCA + |"00010111" + -- RLA + |"00001111" + -- RRCA + |"00011111" => + -- RRA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + +-- JUMP GROUP + when "11000011" => + -- JP nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000010"|"11001010"|"11010010"|"11011010"|"11100010"|"11101010"|"11110010"|"11111010" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+C),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "01" => + -- LD (nn),A + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 4 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+C) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "11" => + -- LD A,(nn) + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + when 4 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- JP cc,nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Jump <= '1'; + end if; + when others => null; + end case; + end if; + when "00011000" => + if Mode /= 2 then + -- JR e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00111000" => + if Mode /= 2 then + -- JR C,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00110000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NC,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00101000" => + if Mode /= 2 then + -- JR Z,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11101001" => + -- JP (HL) + JumpXY <= '1'; + when "00010000" => + if Mode = 3 then + I_DJNZ <= '1'; + elsif Mode < 2 then + -- DJNZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + I_DJNZ <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + I_DJNZ <= '1'; + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + +-- CALL AND RETURN GROUP + when "11001101" => + -- CALL nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + IncDec_16 <= "1111"; + Inc_PC <= '1'; + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000100"|"11001100"|"11010100"|"11011100"|"11100100"|"11101100"|"11110100"|"11111100" => + if IR(5) = '0' or Mode /= 3 then + -- CALL cc,nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To <= "1101"; + else + MCycles <= "011"; + end if; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11001001" => + -- RET + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + when "11000000"|"11001000"|"11010000"|"11011000"|"11100000"|"11101000"|"11110000"|"11111000" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+nn),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01" => + -- ADD SP,n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + ALU_Op <= "0000"; + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To <= "1000"; + Set_BusB_To <= "0110"; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To <= "1001"; + Set_BusB_To <= "1110"; -- Incorrect unsigned !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! + when others => + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+nn) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11" => + -- LD HL,SP+n -- Not correct !!!!!!!!!!!!!!!!!!! + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- RET cc + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Set_Addr_TO <= aSP; + else + MCycles <= "001"; + end if; + TStates <= "101"; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11000111"|"11001111"|"11010111"|"11011111"|"11100111"|"11101111"|"11110111"|"11111111" => + -- RST p + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + Write <= '1'; + RstP <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- INPUT AND OUTPUT GROUP + when "11011011" => + if Mode /= 3 then + -- IN A,(n) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11010011" => + if Mode /= 3 then + -- OUT (n),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ +-- MULTIBYTE INSTRUCTIONS +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ + + when "11001011" => + if Mode /= 2 then + Prefix <= "01"; + end if; + + when "11101101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "10"; + end if; + + when "11011101"|"11111101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "11"; + end if; + + end case; + + when "01" => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- CB prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + Set_BusA_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111111" => + -- RLC r + -- RL r + -- RRC r + -- RR r + -- SLA r + -- SRA r + -- SRL r + -- SLL r (Undocumented) / SWAP r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "00000110"|"00010110"|"00001110"|"00011110"|"00101110"|"00111110"|"00100110"|"00110110" => + -- RLC (HL) + -- RL (HL) + -- RRC (HL) + -- RR (HL) + -- SRA (HL) + -- SRL (HL) + -- SLA (HL) + -- SLL (HL) (Undocumented) / SWAP (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "01000000"|"01000001"|"01000010"|"01000011"|"01000100"|"01000101"|"01000111" + |"01001000"|"01001001"|"01001010"|"01001011"|"01001100"|"01001101"|"01001111" + |"01010000"|"01010001"|"01010010"|"01010011"|"01010100"|"01010101"|"01010111" + |"01011000"|"01011001"|"01011010"|"01011011"|"01011100"|"01011101"|"01011111" + |"01100000"|"01100001"|"01100010"|"01100011"|"01100100"|"01100101"|"01100111" + |"01101000"|"01101001"|"01101010"|"01101011"|"01101100"|"01101101"|"01101111" + |"01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" + |"01111000"|"01111001"|"01111010"|"01111011"|"01111100"|"01111101"|"01111111" => + -- BIT b,r + if MCycle = "001" then + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + ALU_Op <= "1001"; + end if; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01110110"|"01111110" => + -- BIT b,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1001"; + TStates <= "100"; + when others => + end case; + when "11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111111" => + -- SET b,r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1010"; 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+ Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- RES b,(HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + end case; + + when others => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- ED prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000110"|"00000111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001110"|"00001111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010110"|"00010111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011110"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100110"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101110"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110110"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111110"|"00111111" + + + |"10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000110"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001110"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010110"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011110"|"10011111" + | "10100100"|"10100101"|"10100110"|"10100111" + | "10101100"|"10101101"|"10101110"|"10101111" + | "10110100"|"10110101"|"10110110"|"10110111" + | "10111100"|"10111101"|"10111110"|"10111111" + |"11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000110"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001110"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010110"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011110"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100110"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101110"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110110"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111110"|"11111111" => + null; 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+ end case; + end case; + + end case; + + if Mode = 1 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + end if; + + if Mode = 3 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "100"; + end if; + end if; + + if Mode < 2 then + if MCycle = "110" then + Inc_PC <= '1'; + if Mode = 1 then + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + if IRB = "00110110" or IRB = "11001011" then + Set_Addr_To <= aNone; + end if; + end if; + if MCycle = "111" then + if Mode = 0 then + TStates <= "101"; + end if; + if ISet /= "01" then + Set_Addr_To <= aXY; + end if; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + if IRB = "00110110" or ISet = "01" then + -- LD (HL),n + Inc_PC <= '1'; + else + NoRead <= '1'; + end if; + end if; + end if; + + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd new file mode 100644 index 00000000..ac7d34da --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd @@ -0,0 +1,208 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; + +package T80_Pack is + + component T80 + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); + TS : out std_logic_vector(2 downto 0); + IntCycle_n : out std_logic; + IntE : out std_logic; + Stop : out std_logic + ); + end component; + + component T80_Reg + port( + Clk : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WEH : in std_logic; + WEL : in std_logic; + AddrA : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrB : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrC : in std_logic_vector(2 downto 0); + DIH : in std_logic_vector(7 downto 0); + DIL : in std_logic_vector(7 downto 0); + DOAH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOAL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCL : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); + end component; + + component T80_MCode + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + IR : in std_logic_vector(7 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + MCycle : in std_logic_vector(2 downto 0); + F : in std_logic_vector(7 downto 0); + NMICycle : in std_logic; + IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI,A,SP(L),SP(M),1,F,PC(L),PC(M),0 + ALU_Op : out std_logic_vector(3 downto 0); + -- ADD, ADC, SUB, SBC, AND, XOR, OR, CP, ROT, BIT, SET, RES, DAA, RLD, RRD, None + Save_ALU : out std_logic; + PreserveC : out std_logic; + Arith16 : out std_logic; + Set_Addr_To : out std_logic_vector(2 downto 0); -- aNone,aXY,aIOA,aSP,aBC,aDE,aZI + IORQ : out std_logic; + Jump : out std_logic; + JumpE : out std_logic; + JumpXY : out std_logic; + Call : out std_logic; + RstP : out std_logic; + LDZ : out std_logic; + LDW : out std_logic; + LDSPHL : out std_logic; + Special_LD : out std_logic_vector(2 downto 0); -- A,I;A,R;I,A;R,A;None + ExchangeDH : out std_logic; + ExchangeRp : out std_logic; + ExchangeAF : out std_logic; + ExchangeRS : out std_logic; + I_DJNZ : out std_logic; + I_CPL : out std_logic; + I_CCF : out std_logic; + I_SCF : out std_logic; + I_RETN : out std_logic; + I_BT : out std_logic; + I_BC : out std_logic; + I_BTR : out std_logic; + I_RLD : out std_logic; + I_RRD : out std_logic; + I_INRC : out std_logic; + SetDI : out std_logic; + SetEI : out std_logic; + IMode : out std_logic_vector(1 downto 0); + Halt : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic + ); + end component; + + component T80_ALU + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); + end component; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd new file mode 100644 index 00000000..828485fb --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd @@ -0,0 +1,105 @@ +-- +-- T80 Registers, technology independent +-- +-- Version : 0244 +-- +-- Copyright (c) 2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t51/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0242 : Initial release +-- +-- 0244 : Changed to single register file +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_Reg is + port( + Clk : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WEH : in std_logic; + WEL : in std_logic; + AddrA : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrB : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrC : in std_logic_vector(2 downto 0); + DIH : in std_logic_vector(7 downto 0); + DIL : in std_logic_vector(7 downto 0); + DOAH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOAL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCL : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_Reg; + +architecture rtl of T80_Reg is + + type Register_Image is array (natural range <>) of std_logic_vector(7 downto 0); + signal RegsH : Register_Image(0 to 7); + signal RegsL : Register_Image(0 to 7); + +begin + + process (Clk) + begin + if Clk'event and Clk = '1' then + if CEN = '1' then + if WEH = '1' then + RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIH; + end if; + if WEL = '1' then + RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIL; + end if; + end if; + end if; + end process; + + DOAH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOAL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOBH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOBL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOCH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrC))); + DOCL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrC))); + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80s.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80s.vhd new file mode 100644 index 00000000..5b612110 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/T80/T80s.vhd @@ -0,0 +1,190 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core, synchronous top level +-- Different timing than the original z80 +-- Inputs needs to be synchronous and outputs may glitch +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed read with wait +-- +-- 0211 : Fixed interrupt cycle +-- +-- 0235 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0236 : Added T2Write generic +-- +-- 0237 : Fixed T2Write with wait state +-- +-- 0238 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0240 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0242 : Updated for T80 interface change +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80s is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + T2Write : integer := 0; -- 0 => WR_n active in T3, /=0 => WR_n active in T2 + IOWait : integer := 1 -- 0 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + MREQ_n : out std_logic; + IORQ_n : out std_logic; + RD_n : out std_logic; + WR_n : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80s; + +architecture rtl of T80s is + + signal CEN : std_logic; + signal IntCycle_n : std_logic; + signal NoRead : std_logic; + signal Write : std_logic; + signal IORQ : std_logic; + signal DI_Reg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal MCycle : std_logic_vector(2 downto 0); + signal TState : std_logic_vector(2 downto 0); + +begin + + CEN <= '1'; + + u0 : T80 + generic map( + Mode => Mode, + IOWait => IOWait) + port map( + CEN => CEN, + M1_n => M1_n, + IORQ => IORQ, + NoRead => NoRead, + Write => Write, + RFSH_n => RFSH_n, + HALT_n => HALT_n, + WAIT_n => Wait_n, + INT_n => INT_n, + NMI_n => NMI_n, + RESET_n => RESET_n, + BUSRQ_n => BUSRQ_n, + BUSAK_n => BUSAK_n, + CLK_n => CLK_n, + A => A, + DInst => DI, + DI => DI_Reg, + DO => DO, + MC => MCycle, + TS => TState, + IntCycle_n => IntCycle_n); + + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + DI_Reg <= "00000000"; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + if MCycle = "001" then + if TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0') then + RD_n <= not IntCycle_n; + MREQ_n <= not IntCycle_n; + IORQ_n <= IntCycle_n; + end if; + if TState = "011" then + MREQ_n <= '0'; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and NoRead = '0' and Write = '0' then + RD_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + if T2Write = 0 then + if TState = "010" and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + end if; + end if; + if TState = "010" and Wait_n = '1' then + DI_Reg <= DI; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.sv b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.sv new file mode 100644 index 00000000..23318c25 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.sv @@ -0,0 +1,2 @@ +`define BUILD_DATE "190908" +`define BUILD_TIME "182835" diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.tcl b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.tcl new file mode 100644 index 00000000..be673dac --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/build_id.tcl @@ -0,0 +1,35 @@ +# ================================================================================ +# +# Build ID Verilog Module Script +# Jeff Wiencrot - 8/1/2011 +# +# Generates a Verilog module that contains a timestamp, +# from the current build. These values are available from the build_date, build_time, +# physical_address, and host_name output ports of the build_id module in the build_id.v +# Verilog source file. +# +# ================================================================================ + +proc generateBuildID_Verilog {} { + + # Get the timestamp (see: http://www.altera.com/support/examples/tcl/tcl-date-time-stamp.html) + set buildDate [ clock format [ clock seconds ] -format %y%m%d ] + set buildTime [ clock format [ clock seconds ] -format %H%M%S ] + + # Create a Verilog file for output + set outputFileName "rtl/build_id.sv" + set outputFile [open $outputFileName "w"] + + # Output the Verilog source + puts $outputFile "`define BUILD_DATE \"$buildDate\"" + puts $outputFile "`define BUILD_TIME \"$buildTime\"" + close $outputFile + + # Send confirmation message to the Messages window + post_message "Generated build identification Verilog module: [pwd]/$outputFileName" + post_message "Date: $buildDate" + post_message "Time: $buildTime" +} + +# Comment out this line to prevent the process from automatically executing when the file is sourced: +generateBuildID_Verilog \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/gen_ram.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/gen_ram.vhd new file mode 100644 index 00000000..f1a95608 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/gen_ram.vhd @@ -0,0 +1,84 @@ +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- Syntiac's generic VHDL support files. +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Copyright 2005-2008 by Peter Wendrich (pwsoft@syntiac.com) +-- http://www.syntiac.com/fpga64.html +-- +-- Modified April 2016 by Dar (darfpga@aol.fr) +-- http://darfpga.blogspot.fr +-- Remove address register when writing +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- gen_rwram.vhd +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- generic ram. +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- + +library IEEE; +use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; +use IEEE.numeric_std.ALL; + +-- ----------------------------------------------------------------------- + +entity gen_ram is + generic ( + dWidth : integer := 8; + aWidth : integer := 10 + ); + port ( + clk : in std_logic; + we : in std_logic; + addr : in std_logic_vector((aWidth-1) downto 0); + d : in std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); + q : out std_logic_vector((dWidth-1) downto 0) + ); +end entity; + +-- ----------------------------------------------------------------------- + +architecture rtl of gen_ram is + subtype addressRange is integer range 0 to ((2**aWidth)-1); + type ramDef is array(addressRange) of std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); + signal ram: ramDef; + + signal rAddrReg : std_logic_vector((aWidth-1) downto 0); + signal qReg : std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); +begin +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Signals to entity interface +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- q <= qReg; + +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Memory write +-- ----------------------------------------------------------------------- + process(clk) + begin + if rising_edge(clk) then + if we = '1' then + ram(to_integer(unsigned(addr))) <= d; + end if; + end if; + end process; + +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Memory read +-- ----------------------------------------------------------------------- +process(clk) + begin + if rising_edge(clk) then +-- qReg <= ram(to_integer(unsigned(rAddrReg))); +-- rAddrReg <= addr; +---- qReg <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + end if; + end process; +--q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); +end architecture; + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/guzzler.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/guzzler.vhd new file mode 100644 index 00000000..8733c464 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/guzzler.vhd @@ -0,0 +1,859 @@ +---------------------------------------------------------------------------------- +-- Swimmer - Dar - June 2018 +---------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all; +use ieee.std_logic_unsigned.all; +use ieee.numeric_std.all; + +entity guzzler is +port( + clock_12 : in std_logic; + clock_1p5 : in std_logic; + reset : in std_logic; + video_r : out std_logic_vector(2 downto 0); + video_g : out std_logic_vector(2 downto 0); + video_b : out std_logic_vector(1 downto 0); + video_hblank : out std_logic; + video_vblank : out std_logic; + video_hs : out std_logic; + video_vs : out std_logic; + audio_out : out std_logic_vector(15 downto 0); + cpu_rom_addr : out std_logic_vector(14 downto 0); + cpu_rom_do : in std_logic_vector( 7 downto 0); + cpu_rom_rd : out std_logic; + + + start2 : in std_logic; + start1 : in std_logic; + coin1 : in std_logic; + + right1 : in std_logic; + left1 : in std_logic; + down1 : in std_logic; + up1 : in std_logic; + fire1 : in std_logic; + right2 : in std_logic; + left2 : in std_logic; + down2 : in std_logic; + up2 : in std_logic; + fire2 : in std_logic + +); +end guzzler ; + +architecture struct of guzzler is + +-- clocks +signal clock_12n : std_logic; 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+ +--------------------------- +-- enable/disable interrupt +--------------------------- +process (cpu_clock) +begin + if falling_edge(cpu_clock) then + if cpu_addr(2 downto 0) = "000" and reg4_we_n = '0' then + raz_int_n <= cpu_do; + end if; +end if; +end process; + +------------------------------- +-- latch interrupt at last line +------------------------------- +process(clock_12, raz_int_n) +begin + if raz_int_n(0) = '0' then + cpu_int_n <= '1'; + else + if rising_edge(clock_12) then + if y_tile = "11100" and y_pixel = "000" then + cpu_int_n <= '0'; + end if; + end if; + end if; + + if raz_int_n(3) = '0' then--sidebg + sidebg_en <= '1'; + else + sidebg_en <= '0'; + end if; + + + if raz_int_n(4) = '0' then--palette bank + palette_bank <= '1'; + else + palette_bank <= '0'; + end if; +end process; + +------------------------------------ +-- mux cpu data mem read and io read +------------------------------------ + +with cpu_addr(15 downto 11) select + cpu_di_mem <= + cpu_rom_do when "00000", -- 0000-07ff + cpu_rom_do when "00001", -- 0800-0fff + cpu_rom_do when "00010", -- 1000-17ff + cpu_rom_do when "00011", -- 1800-1fff + cpu_rom_do when "00100", -- 2000-27ff + cpu_rom_do when "00101", -- 2800-2fff + cpu_rom_do when "00110", -- 3000-37ff + cpu_rom_do when "00111", -- 3800-3fff + cpu_rom_do when "01000", -- 4000-47ff + cpu_rom_do when "01001", -- 4800-4fff + cpu_rom_do when "01010", -- 5000-57ff + cpu_rom_do when "01011", -- 5800-5fff + cpu_rom_do when "01100", -- 6000-67ff + cpu_rom_do when "01101", -- 6800-6fff + cpu_rom_do when "01110", -- 7000-77ff + cpu_rom_do when "01111", -- 7800-7fff + cpu_rom2_do when "11100", -- e000-e7ff + cpu_rom2_do when "11101", -- e800-efff + cpu_rom2_do when "11110", -- f000-f7ff + cpu_rom2_do when "11111", -- f800-ffff + wram1_do when "10000", -- 8000-87ff (ram only at 8000-83ff) scratchpad RAM. + big_sprite_ram_do when "10001", -- 8800-8fff (ram only at 8800-88ff) 256 bytes Bigsprite RAM. + tile_ram_do when "10010", -- 9000-97ff (ram only at 9000-93ff) 1k screen RAM. + color_ram_do when "10011", -- 9800-9fff (ram only at 9800-9bff) Column smooth scroll position. Corresponds to each char column. + player1 when "10100", -- a000 + player2 when "10101", -- a800 + "00000000" when "10110", -- b000 - dip switch (upright cabinet) + hlp when "10111", -- b800 --dip2 + "00000000" when others; + +cpu_di <= ym_8910_data when cpu_iorq_n = '0' else cpu_di_mem; +--101110 00000 00000 +--101110 00100 00000 + +--process (clock_12) +--begin +-- if cpu_addr(15 downto 11) = "10111" and cpu_addr(7) = '0' then +-- hlp <= "0000" & start2 & start1 & "00"; +-- else +-- hlp <= coins; +-- end if; +--end process; + +------------------------------------------------------ +-- big_sprite_registers (ckong) +------------------------------------------------------ +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if cpu_wr_n = '0' and cpu_mreq_n ='0' then + if cpu_addr = X"98FD" then attr_big_sprite <= cpu_do(5 downto 0); end if; + if cpu_addr = X"98FE" then y_big_sprite <= cpu_do; end if; + if cpu_addr = X"98FF" then x_big_sprite <= cpu_do; end if; + end if; + end if; +end process; + +------------------------------------------------------ +-- cpu addressing mode for color ram 98XX (ckong) +------------------------------------------------------ +cpu_addr_mod <= cpu_addr(10 downto 6) & cpu_addr(4 downto 0); + +------------------------------------- +-- color ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + color_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "10"; -- y sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= "00000" & x_tile;-- bg scroll column -- ckong (color ram 000-01f) + end if; + if ena_pixel = '1' then y_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "010" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "01"; -- color sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= '1' & y_line_shift(7 downto 4) & x_tile; -- color background -- ckong (color ram 040-05f) + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "100" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "00"; -- tile sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= (others => '0'); + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp <= color_ram_do; end if; + + when "110" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "11"; -- x sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= (others => '0'); + end if; + if ena_pixel = '1' then x_sprite <= color_ram_do; end if; + + when others => + color_ram_addr <= cpu_addr_mod;--(9 downto 0); + color_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and color_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- tile ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + tile_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "100" => + tile_ram_addr <= y_line_shift(7 downto 3) & x_tile;-- bg tile code + + when others => + tile_ram_addr <= cpu_addr(9 downto 0); + tile_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and tile_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- tile graph rom addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + case x_pixel is + + when "100" => + if ena_pixel = '1' then + bg_tile_code <= tile_ram_do; + end if; + + when "110" => + if is_sprite = '1' then + case attr_sp(7 downto 6) is + when "00" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "00000"); + when "01" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "01000"); + when "10" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "10111"); + when "11" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "11111"); + end case; + else + if attr_sp_bg(7) = '0' then + tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & bg_tile_code & y_line_shift(2 downto 0); + else + tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & bg_tile_code & not(y_line_shift(2 downto 0)); + end if; + end if; + + when "111" => + if ena_pixel = '1' then + tile_graph1_r <= tile_graph_rom_bit0_do; + tile_graph2_r <= tile_graph_rom_bit1_do; + tile_graph3_r <= tile_graph_rom_bit2_do; + tile_color_r <= attr_sp_bg(3 downto 0); + + if (is_sprite = '1' and attr_sp(6) = '1') or (is_sprite = '0' and attr_sp_bg(6) = '1' ) then + for i in 0 to 7 loop + tile_graph1_r(i) <= tile_graph_rom_bit0_do(7-i); + tile_graph2_r(i) <= tile_graph_rom_bit1_do(7-i); + tile_graph3_r(i) <= tile_graph_rom_bit2_do(7-i); + end loop; + end if; + + is_sprite_r <= is_sprite; + + keep_sprite <= '0'; + if (y_line_shift(7 downto 4) = "1111") and (x_sprite /= X"00") and (y_sp_bg /= X"00") then + keep_sprite <= '1'; + end if; + + end if; + + when others => null; + + end case; + end if; +end process; + +-------------------------------- +-- sprite/ big sprite y position +-------------------------------- +y_line <= y_tile & y_pixel; +y_line_shift <= std_logic_vector(unsigned(y_line) + unsigned(y_sp_bg) + 1); +y_line_big_sprite_shift <= std_logic_vector(unsigned(y_line) + unsigned(y_big_sprite) + 1); + +------------------------------------------ +-- read/write sprite line-memory addresing +------------------------------------------ +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + + if ena_pixel = '1' then + addr_ram_sprite <= addr_ram_sprite + '1'; + end if; + + if is_sprite = '1' and x_pixel = "111" and ena_pixel = '1' and x_tile(0) = '0' then + addr_ram_sprite <= '0' & x_sprite; + end if; + + if is_sprite = '0' and x_pixel = "111" and ena_pixel = '1' and x_tile = "00000" then + addr_ram_sprite <= "000000001"; + end if; + + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- read/write sprite line-memory data +------------------------------------- +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if ena_pixel = '0' then + sprite_pixel_color <= ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))); 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+ +---------------------------------------- +-- select big sprite graphic rom address +---------------------------------------- +with attr_big_sprite(5) select +big_sprite_tile_rom_addr <= '0' & big_sprite_tile_code_r & y_line_big_sprite_shift(2 downto 0) when '0', + '0' & big_sprite_tile_code_r & not (y_line_big_sprite_shift(2 downto 0)) when others; + +------------------------------------- +-- big sprite ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + big_sprite_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + big_sprite_ram_addr <= "0000" & xy_big_sprite; + if ena_pixel = '1' then + big_sprite_tile_code <= big_sprite_ram_do; + end if; + + when others => + big_sprite_ram_addr <= cpu_addr(11 downto 0); + big_sprite_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and big_sprite_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------ +-- big sprite tile graph rom reading +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + + if ena_pixel = '1' then + x_big_sprite_counter <= x_big_sprite_counter + '1'; 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Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_guzzler_proms.bat b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_guzzler_proms.bat new file mode 100644 index 00000000..00880c5f --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_guzzler_proms.bat @@ -0,0 +1,20 @@ +copy /B guzz1.l9 + guzz2.k9 + guzz3.j9 + guzz4.f9 + guzz5.e9 + guzz6.d9 + guzz7.c9 + guzz8.a9 GUZZLER.ROM +make_vhdl_prom guzz-16.bin guzzler_prog2.vhd + +make_vhdl_prom guzz-11.bin guzzler_big_sprite_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom guzz-10.bin guzzler_big_sprite_tile_bit1.vhd +make_vhdl_prom guzz-09.bin guzzler_big_sprite_tile_bit2.vhd + +make_vhdl_prom guzz-13.bin guzzler_tile_bit0.vhd +make_vhdl_prom guzz-14.bin guzzler_tile_bit1.vhd +make_vhdl_prom guzz-15.bin guzzler_tile_bit2.vhd + +make_vhdl_prom guzzler.003 guzzler_palette2.vhd +make_vhdl_prom guzzler.002 guzzler_palette1.vhd +make_vhdl_prom c.c12 guzzler_big_sprite_palette.vhd + +make_vhdl_prom guzz-12.bin guzzler_sound_rom.vhd + + + + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_vhdl_prom.exe b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_vhdl_prom.exe new file mode 100644 index 00000000..7dd3525d Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/rom/make_vhdl_prom.exe differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/video_gen.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/video_gen.vhd new file mode 100644 index 00000000..2abe45d1 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/video_gen.vhd @@ -0,0 +1,131 @@ +--------------------------------------------------------------------------------- +-- Video generator - Dar - Feb 2014 +--------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all,ieee.numeric_std.all; + +entity video_gen is +port( + clock_12 : in std_logic; + ena_pixel : in std_logic; + hsync : out std_logic; + vsync : out std_logic; + csync : out std_logic; + hblank : out std_logic; + vblank : out std_logic; + + is_sprite : out std_logic; + sprite : out std_logic_vector(2 downto 0); + x_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + y_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + x_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + y_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + + cpu_clock : out std_logic +); +end video_gen; + +architecture struct of video_gen is +signal hcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt_r : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); + +signal hsync0 : std_logic; +signal hsync1 : std_logic; +signal hsync2 : std_logic; + +signal enable_clk : std_logic := '0'; + +begin + +cpu_clock <= not hcnt(0); +is_sprite <= not hcnt(8); +sprite <= std_logic_vector(hcnt(6 downto 4)); +x_tile <= std_logic_vector(hcnt(7 downto 3)); +y_tile <= std_logic_vector(vcnt_r(7 downto 3)); +x_pixel <= std_logic_vector(hcnt(2 downto 0)); +y_pixel <= std_logic_vector(vcnt_r(2 downto 0)); + +hsync <= hsync0; + +-- Compteur horizontal : 511-128+1=384 pixels +-- 128 à 175 : 48 pixels fin de ligne +-- 176 à 255 : 80 pixels debut de ligne +-- 256 à 511 : 256 pixels affichés (32 tiles) + +-- Compteur vertical : 511-248+1=264 lignes +-- 496 à 511 : 16 lignes fin de trame +-- 248 à 271 : 24 lignes debut de trame +-- 272 à 495 : 224 lignes affichées (28 tiles) + +-- Synchro horizontale : hcnt=[176 à 207] (32 pixels) +-- Synchro verticale : vcnt=[248 à 255] ( 8 lignes) + +process(clock_12) +begin + + if rising_edge(clock_12) then + +-- enable_clk <= not enable_clk; +-- cpu_clock <= not hcnt(0); + + if ena_pixel = '1' then + + if hcnt = 511 then + hcnt <= to_unsigned (128,9); + vcnt_r <= vcnt; + else + hcnt <= hcnt + 1; + end if; + + if hcnt = 175 then + if vcnt = 511 then + vcnt <= to_unsigned(248,9); + else + vcnt <= vcnt + 1; + end if; + end if; + + if hcnt = (175+ 0) then hsync0 <= '0'; + elsif hcnt = (175+29) then hsync0 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13) then hsync1 <= '1'; + elsif hcnt = (175 +192) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13+192) then hsync1 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync2 <= '0'; + elsif hcnt = (175-28) then hsync2 <= '1'; + end if; + + if vcnt = 509 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 510 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 511 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 248 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 249 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 250 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 251 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 252 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 253 then csync <= hsync1; + else csync <= hsync0; + end if; + + if vcnt = 511 then vsync <= '0'; + elsif vcnt = 250 then vsync <= '1';-- + end if; + + if hcnt = (127+8+1) then hblank <= '1'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel-- + elsif hcnt = (255+8+1) then hblank <= '0'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel-- + end if; + + if vcnt = (495+1+0) then vblank <= '1'; + elsif vcnt = (271+1+1) then vblank <= '0'; + end if; + + end if; + end if; +end process; + +end architecture; \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd new file mode 100644 index 00000000..b6275320 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Guzzler_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd @@ -0,0 +1,645 @@ +-- +-- A simulation model of YM2149 (AY-3-8910 with bells on) + +-- Copyright (c) MikeJ - Jan 2005 +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS CODE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- You are responsible for any legal issues arising from your use of this code. +-- +-- The latest version of this file can be found at: www.fpgaarcade.com +-- +-- Email support@fpgaarcade.com +-- +-- Revision list +-- +-- version 001 initial release +-- +-- Clues from MAME sound driver and Kazuhiro TSUJIKAWA +-- +-- These are the measured outputs from a real chip for a single Isolated channel into a 1K load (V) +-- vol 15 .. 0 +-- 3.27 2.995 2.741 2.588 2.452 2.372 2.301 2.258 2.220 2.198 2.178 2.166 2.155 2.148 2.141 2.132 +-- As the envelope volume is 5 bit, I have fitted a curve to the not quite log shape in order +-- to produced all the required values. +-- (The first part of the curve is a bit steeper and the last bit is more linear than expected) +-- +-- NOTE, this component uses LINEAR mixing of the three analogue channels, and is only +-- accurate for designs where the outputs are buffered and not simply wired together. +-- The ouput level is more complex in that case and requires a larger table. + +library ieee; + use ieee.std_logic_1164.all; + use ieee.std_logic_arith.all; + use ieee.std_logic_unsigned.all; + +entity YM2149 is + port ( + -- data bus + I_DA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA_OE_L : out std_logic; + -- control + I_A9_L : in std_logic; + I_A8 : in std_logic; + I_BDIR : in std_logic; + I_BC2 : in std_logic; + I_BC1 : in std_logic; + I_SEL_L : in std_logic; + + O_AUDIO : out std_logic_vector(7 downto 0); + -- port a + I_IOA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA_OE_L : out std_logic; + -- port b + I_IOB : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB_OE_L : out std_logic; + + ENA : in std_logic; -- clock enable for higher speed operation + RESET_L : in std_logic; + CLK : in std_logic -- note 6 Mhz + ); +end; + +architecture RTL of YM2149 is + type array_16x8 is array (0 to 15) of std_logic_vector(7 downto 0); + type array_3x12 is array (1 to 3) of std_logic_vector(11 downto 0); + + signal cnt_div : std_logic_vector(3 downto 0) := (others => '0'); + signal noise_div : std_logic := '0'; + signal ena_div : std_logic; + signal ena_div_noise : std_logic; + signal poly17 : std_logic_vector(16 downto 0) := (others => '0'); + + -- registers + signal addr : std_logic_vector(7 downto 0); + signal busctrl_addr : std_logic; + signal busctrl_we : std_logic; + signal busctrl_re : std_logic; + + signal reg : array_16x8 ; --:= ( +-- "00000000", -- R0 Period Tone A 8bits lsb +-- "00000100", -- R1 Period Tone A 4bits msb +-- "00000000", -- R2 Period Tone B 8bits lsb +-- "00000010", -- R3 Period Tone B 4bits msb +-- "00000000", -- R4 Period Tone C 8bits lsb +-- "00000001", -- R5 Period Tone C 4bits msb +-- "00001000", -- R6 Period Noise 5bits +-- "00111000", -- R7 Mixer Noise CBA 3bits, Tone CBA 3bits +-- "00000111", -- R8 Amplitude A Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R9 Amplitude B Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R10 Amplitude C Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000000", -- R11 Period Enveloppe 8bits lsb +-- "00000000", -- R12 Period Enveloppe 8bits msb +-- "00000000", -- R13 Shape Enveloppe 4bits +-- "00000000", -- R14 Port A +-- "00000000" -- R15 Port B +-- ); + + signal env_reset : std_logic; + signal ioa_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal iob_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal noise_gen_cnt : std_logic_vector(4 downto 0); + signal noise_gen_op : std_logic; + signal tone_gen_cnt : array_3x12 := (others => (others => '0')); + signal tone_gen_op : std_logic_vector(3 downto 1) := "000"; + + signal env_gen_cnt : std_logic_vector(15 downto 0); + signal env_ena : std_logic; + signal env_hold : std_logic; + signal env_inc : std_logic; + signal env_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal tone_ena_l : std_logic; + signal tone_src : std_logic; + signal noise_ena_l : std_logic; + signal chan_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal dac_amp : std_logic_vector(7 downto 0); + signal audio_mix : std_logic_vector(9 downto 0); + signal audio_final : std_logic_vector(9 downto 0); +begin + -- cpu i/f + p_busdecode : process(I_BDIR, I_BC2, I_BC1, addr, I_A9_L, I_A8) + variable cs : std_logic; + variable sel : std_logic_vector(2 downto 0); + begin + -- BDIR BC2 BC1 MODE + -- 0 0 0 inactive + -- 0 0 1 address + -- 0 1 0 inactive + -- 0 1 1 read + -- 1 0 0 address + -- 1 0 1 inactive + -- 1 1 0 write + -- 1 1 1 read + busctrl_addr <= '0'; + busctrl_we <= '0'; + busctrl_re <= '0'; + + cs := '0'; + if (I_A9_L = '0') and (I_A8 = '1') and (addr(7 downto 4) = "0000") then + cs := '1'; + end if; + + sel := (I_BDIR & I_BC2 & I_BC1); + case sel is + when "000" => null; + when "001" => busctrl_addr <= '1'; + when "010" => null; + when "011" => busctrl_re <= cs; + when "100" => busctrl_addr <= '1'; + when "101" => null; + when "110" => busctrl_we <= cs; + when "111" => busctrl_addr <= '1'; + when others => null; + end case; + end process; + + p_oe : process(busctrl_re) + begin + -- if we are emulating a real chip, maybe clock this to fake up the tristate typ delay of 100ns + O_DA_OE_L <= not (busctrl_re); + end process; + + -- + -- CLOCKED + -- + p_waddr : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + + if (RESET_L = '0') then + addr <= (others => '0'); + else + if (busctrl_addr = '1') then + addr <= I_DA; + end if; + end if; + end process; + + p_wdata : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + env_reset <= '0'; + + if (RESET_L = '0') then + reg <= (others => (others => '0')); + env_reset <= '1'; + else + env_reset <= '0'; + if (busctrl_we = '1') then + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => reg(0) <= I_DA; + when x"1" => reg(1) <= I_DA; + when x"2" => reg(2) <= I_DA; + when x"3" => reg(3) <= I_DA; + when x"4" => reg(4) <= I_DA; + when x"5" => reg(5) <= I_DA; + when x"6" => reg(6) <= I_DA; + when x"7" => reg(7) <= I_DA; + when x"8" => reg(8) <= I_DA; + when x"9" => reg(9) <= I_DA; + when x"A" => reg(10) <= I_DA; + when x"B" => reg(11) <= I_DA; + when x"C" => reg(12) <= I_DA; + when x"D" => reg(13) <= I_DA; env_reset <= '1'; + when x"E" => reg(14) <= I_DA; + when x"F" => reg(15) <= I_DA; + when others => null; + end case; + end if; + end if; + end process; + + -- + -- LATCHED, useful when emulating a real chip in circuit. Nasty as gated clock. + -- +-- p_waddr : process(reset_l, busctrl_addr) +-- begin +-- -- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. +-- if (RESET_L = '0') then +-- addr <= (others => '0'); +-- elsif falling_edge(busctrl_addr) then -- yuk +-- addr <= I_DA; +-- end if; +-- end process; +-- +-- p_wdata : process(reset_l, busctrl_we, addr) +-- begin +-- if (RESET_L = '0') then +-- reg <= (others => (others => '0')); +-- elsif falling_edge(busctrl_we) then +-- case addr(3 downto 0) is +-- when x"0" => reg(0) <= I_DA; +-- when x"1" => reg(1) <= I_DA; +-- when x"2" => reg(2) <= I_DA; +-- when x"3" => reg(3) <= I_DA; +-- when x"4" => reg(4) <= I_DA; +-- when x"5" => reg(5) <= I_DA; +-- when x"6" => reg(6) <= I_DA; +-- when x"7" => reg(7) <= I_DA; +-- when x"8" => reg(8) <= I_DA; +-- when x"9" => reg(9) <= I_DA; +-- when x"A" => reg(10) <= I_DA; +-- when x"B" => reg(11) <= I_DA; +-- when x"C" => reg(12) <= I_DA; +-- when x"D" => reg(13) <= I_DA; +-- when x"E" => reg(14) <= I_DA; +-- when x"F" => reg(15) <= I_DA; +-- when others => null; +-- end case; +-- end if; +-- +-- env_reset <= '0'; +-- if (busctrl_we = '1') and (addr(3 downto 0) = x"D") then +-- env_reset <= '1'; +-- end if; +-- end process; + + -- + -- END LATCHED + -- + + p_rdata : process(busctrl_re, addr, reg, ioa_inreg) + begin + O_DA <= (others => '0'); -- 'X' + if (busctrl_re = '1') then -- not necessary, but useful for putting 'X's in the simulator + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => O_DA <= reg(0) ; + when x"1" => O_DA <= "0000" & reg(1)(3 downto 0) ; + when x"2" => O_DA <= reg(2) ; + when x"3" => O_DA <= "0000" & reg(3)(3 downto 0) ; + when x"4" => O_DA <= reg(4) ; + when x"5" => O_DA <= "0000" & reg(5)(3 downto 0) ; + when x"6" => O_DA <= "000" & reg(6)(4 downto 0) ; + when x"7" => O_DA <= reg(7) ; + when x"8" => O_DA <= "000" & reg(8)(4 downto 0) ; + when x"9" => O_DA <= "000" & reg(9)(4 downto 0) ; + when x"A" => O_DA <= "000" & reg(10)(4 downto 0) ; + when x"B" => O_DA <= reg(11); + when x"C" => O_DA <= reg(12); + when x"D" => O_DA <= "0000" & reg(13)(3 downto 0); + when x"E" => if (reg(7)(6) = '0') then -- input + O_DA <= ioa_inreg; + else + O_DA <= reg(14); -- read output reg + end if; + when x"F" => if (Reg(7)(7) = '0') then + O_DA <= iob_inreg; + else + O_DA <= reg(15); + end if; + when others => null; + end case; + end if; + end process; + -- + p_divider : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + -- / 8 when SEL is high and /16 when SEL is low + if (ENA = '1') then + ena_div <= '0'; + ena_div_noise <= '0'; + if (cnt_div = "0000") then + cnt_div <= (not I_SEL_L) & "111"; + ena_div <= '1'; + + noise_div <= not noise_div; + if (noise_div = '1') then + ena_div_noise <= '1'; + end if; + else + cnt_div <= cnt_div - "1"; + end if; + end if; + end process; + + p_noise_gen : process + variable noise_gen_comp : std_logic_vector(4 downto 0); + variable poly17_zero : std_logic; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + if (reg(6)(4 downto 0) = "00000") then + noise_gen_comp := "00000"; + else + noise_gen_comp := (reg(6)(4 downto 0) - "1"); + end if; + + poly17_zero := '0'; + if (poly17 = "00000000000000000") then poly17_zero := '1'; end if; + + if (ENA = '1') then + + if (ena_div_noise = '1') then -- divider ena + + if (noise_gen_cnt >= noise_gen_comp) then + noise_gen_cnt <= "00000"; + poly17 <= (poly17(0) xor poly17(2) xor poly17_zero) & poly17(16 downto 1); + else + noise_gen_cnt <= (noise_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + noise_gen_op <= poly17(0); + + p_tone_gens : process + variable tone_gen_freq : array_3x12; + variable tone_gen_comp : array_3x12; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + -- looks like real chips count up - we need to get the Exact behaviour .. + tone_gen_freq(1) := reg(1)(3 downto 0) & reg(0); + tone_gen_freq(2) := reg(3)(3 downto 0) & reg(2); + tone_gen_freq(3) := reg(5)(3 downto 0) & reg(4); + -- period 0 = period 1 + for i in 1 to 3 loop + if (tone_gen_freq(i) = x"000") then + tone_gen_comp(i) := x"000"; + else + tone_gen_comp(i) := (tone_gen_freq(i) - "1"); + end if; + end loop; + + if (ENA = '1') then + for i in 1 to 3 loop + if (ena_div = '1') then -- divider ena + + if (tone_gen_cnt(i) >= tone_gen_comp(i)) then + tone_gen_cnt(i) <= x"000"; + tone_gen_op(i) <= not tone_gen_op(i); + else + tone_gen_cnt(i) <= (tone_gen_cnt(i) + "1"); + end if; + end if; + end loop; + end if; + end process; + + p_envelope_freq : process + variable env_gen_freq : std_logic_vector(15 downto 0); + variable env_gen_comp : std_logic_vector(15 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + env_gen_freq := reg(12) & reg(11); + -- envelope freqs 1 and 0 are the same. + if (env_gen_freq = x"0000") then + env_gen_comp := x"0000"; + else + env_gen_comp := (env_gen_freq - "1"); + end if; + + if (ENA = '1') then + env_ena <= '0'; + if (ena_div = '1') then -- divider ena + if (env_gen_cnt >= env_gen_comp) then + env_gen_cnt <= x"0000"; + env_ena <= '1'; + else + env_gen_cnt <= (env_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_envelope_shape : process(env_reset, CLK, reg) + variable is_bot : boolean; + variable is_bot_p1 : boolean; + variable is_top_m1 : boolean; + variable is_top : boolean; + begin + -- envelope shapes + -- C AtAlH + -- 0 0 x x \___ + -- + -- 0 1 x x /___ + -- + -- 1 0 0 0 \\\\ + -- + -- 1 0 0 1 \___ + -- + -- 1 0 1 0 \/\/ + -- ___ + -- 1 0 1 1 \ + -- + -- 1 1 0 0 //// + -- ___ + -- 1 1 0 1 / + -- + -- 1 1 1 0 /\/\ + -- + -- 1 1 1 1 /___ + if (env_reset = '1') then + -- load initial state + if (reg(13)(2) = '0') then -- attack + env_vol <= "11111"; + env_inc <= '0'; -- -1 + else + env_vol <= "00000"; + env_inc <= '1'; -- +1 + end if; + env_hold <= '0'; + + elsif rising_edge(CLK) then + is_bot := (env_vol = "00000"); + is_bot_p1 := (env_vol = "00001"); + is_top_m1 := (env_vol = "11110"); + is_top := (env_vol = "11111"); + + if (ENA = '1') then + if (env_ena = '1') then + if (env_hold = '0') then + if (env_inc = '1') then + env_vol <= (env_vol + "00001"); + else + env_vol <= (env_vol + "11111"); + end if; + end if; + + -- envelope shape control. + if (reg(13)(3) = '0') then + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(0) = '1') then -- hold = 1 + if (env_inc = '0') then -- down + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_bot then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + end if; + + elsif (reg(13)(1) = '1') then -- alternate + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_bot then env_hold <= '0'; env_inc <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_top then env_hold <= '0'; env_inc <= '0'; end if; + end if; + end if; + + end if; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_chan_mixer : process(cnt_div, reg, tone_gen_op) + begin + tone_ena_l <= '1'; tone_src <= '1'; + noise_ena_l <= '1'; chan_vol <= "00000"; + case cnt_div(1 downto 0) is + when "00" => + tone_ena_l <= reg(7)(0); tone_src <= tone_gen_op(1); chan_vol <= reg(8)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(3); + when "01" => + tone_ena_l <= reg(7)(1); tone_src <= tone_gen_op(2); chan_vol <= reg(9)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(4); + when "10" => + tone_ena_l <= reg(7)(2); tone_src <= tone_gen_op(3); chan_vol <= reg(10)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(5); + when "11" => null; -- tone gen outputs become valid on this clock + when others => null; + end case; + end process; + + p_op_mixer : process + variable chan_mixed : std_logic; + variable chan_amp : std_logic_vector(4 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + if (ENA = '1') then + + chan_mixed := (tone_ena_l or tone_src) and (noise_ena_l or noise_gen_op); + + chan_amp := (others => '0'); + if (chan_mixed = '1') then + if (chan_vol(4) = '0') then + if (chan_vol(3 downto 0) = "0000") then -- nothing is easy ! make sure quiet is quiet + chan_amp := "00000"; + else + chan_amp := chan_vol(3 downto 0) & '1'; -- make sure level 31 (env) = level 15 (tone) + end if; + else + chan_amp := env_vol(4 downto 0); + end if; + end if; + + dac_amp <= x"00"; + case chan_amp is + when "11111" => dac_amp <= x"FF"; + when "11110" => dac_amp <= x"D9"; + when "11101" => dac_amp <= x"BA"; + when "11100" => dac_amp <= x"9F"; + when "11011" => dac_amp <= x"88"; + when "11010" => dac_amp <= x"74"; + when "11001" => dac_amp <= x"63"; + when "11000" => dac_amp <= x"54"; + when "10111" => dac_amp <= x"48"; + when "10110" => dac_amp <= x"3D"; + when "10101" => dac_amp <= x"34"; + when "10100" => dac_amp <= x"2C"; + when "10011" => dac_amp <= x"25"; + when "10010" => dac_amp <= x"1F"; + when "10001" => dac_amp <= x"1A"; + when "10000" => dac_amp <= x"16"; + when "01111" => dac_amp <= x"13"; + when "01110" => dac_amp <= x"10"; + when "01101" => dac_amp <= x"0D"; + when "01100" => dac_amp <= x"0B"; + when "01011" => dac_amp <= x"09"; + when "01010" => dac_amp <= x"08"; + when "01001" => dac_amp <= x"07"; + when "01000" => dac_amp <= x"06"; + when "00111" => dac_amp <= x"05"; + when "00110" => dac_amp <= x"04"; + when "00101" => dac_amp <= x"03"; + when "00100" => dac_amp <= x"03"; + when "00011" => dac_amp <= x"02"; + when "00010" => dac_amp <= x"02"; + when "00001" => dac_amp <= x"01"; + when "00000" => dac_amp <= x"00"; + when others => null; + end case; + + if (cnt_div(1 downto 0) = "10") then + audio_mix <= (others => '0'); + audio_final <= audio_mix; + else + audio_mix <= audio_mix + ("00" & dac_amp); + end if; + + if (RESET_L = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= "00000000"; + else + if (audio_final(9) = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= audio_final(8 downto 1); + else -- clip + O_AUDIO(7 downto 0) <= x"FF"; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_io_ports : process(reg) + begin + O_IOA <= reg(14); + + O_IOA_OE_L <= not reg(7)(6); + O_IOB <= reg(15); + O_IOB_OE_L <= not reg(7)(7); + end process; + + p_io_ports_inreg : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + ioa_inreg <= I_IOA; + iob_inreg <= I_IOB; + end process; +end architecture RTL; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg new file mode 100644 index 00000000..423ed87a Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/AY-3-8910_pinout.jpg differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf new file mode 100644 index 00000000..f49a4c4b Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/crazy_climber_text.pdf differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg new file mode 100644 index 00000000..f99d0dca Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_sound.jpg differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_text.pdf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_text.pdf new file mode 100644 index 00000000..a30a9004 Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/DEV/swimmer_text.pdf differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/ReadMe.txt b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/ReadMe.txt new file mode 100644 index 00000000..d2f850f6 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/ReadMe.txt @@ -0,0 +1,20 @@ + +-- Arcade: Swimmer port to MiST by Gehstock + +------------------------------------------------- +Crazy climber FPGA by Dar - (darfpga@aol.fr) +-- http://darfpga.blogspot.fr +------------------------------------------------- +-- Crazy climber releases +-- +-- Release 0.0 - 03/06/2018 - Dar +------------------------------------------------- +Educational use only +Do not redistribute synthetized file with roms +Do not redistribute roms whatever the form +Use at your own risk + + + +SWIMMER.ROM is required at the root of the SD-Card. + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/SWIMMER.ROM b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/SWIMMER.ROM new file mode 100644 index 00000000..7270ee36 Binary files /dev/null and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/SWIMMER.ROM differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/Swimmer.rbf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/Swimmer.rbf index 35c5090c..87ef3567 100644 Binary files a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/Swimmer.rbf and b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Snapshot/Swimmer.rbf differ diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qpf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qpf new file mode 100644 index 00000000..f64ce79f --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qpf @@ -0,0 +1,6 @@ +DATE = "19:48:06 May 24, 2017" +QUARTUS_VERSION = "16.0.2" + +# Revisions + +PROJECT_REVISION = "Swimmer" diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qsf b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qsf new file mode 100644 index 00000000..954c4faa --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/Swimmer.qsf @@ -0,0 +1,213 @@ +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Copyright (C) 1991-2014 Altera Corporation +# Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions +# and other software and tools, and its AMPP partner logic +# functions, and any output files from any of the foregoing +# (including device programming or simulation files), and any +# associated documentation or information are expressly subject +# to the terms and conditions of the Altera Program License +# Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License +# Agreement, or other applicable license agreement, including, +# without limitation, that your use is for the sole purpose of +# programming logic devices manufactured by Altera and sold by +# Altera or its authorized distributors. Please refer to the +# applicable agreement for further details. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Quartus II 64-Bit +# Version 13.1.4 Build 182 03/12/2014 SJ Web Edition +# Date created = 17:40:13 September 08, 2019 +# +# -------------------------------------------------------------------------- # +# +# Notes: +# +# 1) The default values for assignments are stored in the file: +# Swimmer_assignment_defaults.qdf +# If this file doesn't exist, see file: +# assignment_defaults.qdf +# +# 2) Altera recommends that you do not modify this file. This +# file is updated automatically by the Quartus II software +# and any changes you make may be lost or overwritten. +# +# -------------------------------------------------------------------------- # + + + +# Project-Wide Assignments +# ======================== +set_global_assignment -name ORIGINAL_QUARTUS_VERSION 16.0.2 +set_global_assignment -name LAST_QUARTUS_VERSION 13.1 +set_global_assignment -name PROJECT_CREATION_TIME_DATE "19:48:06 MAY 24,2017" +set_global_assignment -name PRE_FLOW_SCRIPT_FILE "quartus_sh:rtl/build_id.tcl" +set_global_assignment -name PROJECT_OUTPUT_DIRECTORY output_files +set_global_assignment -name SYSTEMVERILOG_FILE rtl/Swimmer_mist.sv +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/swimmer.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/ym_2149_linmix.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/video_gen.vhd +set_global_assignment -name VERILOG_FILE rtl/pll.v +set_global_assignment -name VHDL_FILE rtl/gen_ram.vhd +set_global_assignment -name VHDL_FILE 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+set_global_assignment -name FAMILY "Cyclone III" +set_global_assignment -name DEVICE_FILTER_PIN_COUNT 144 +set_global_assignment -name DEVICE_FILTER_SPEED_GRADE 8 +set_global_assignment -name TOP_LEVEL_ENTITY Swimmer_mist + +# Fitter Assignments +# ================== +set_global_assignment -name DEVICE EP3C25E144C8 +set_global_assignment -name CYCLONEIII_CONFIGURATION_SCHEME "PASSIVE SERIAL" +set_global_assignment -name CRC_ERROR_OPEN_DRAIN OFF +set_global_assignment -name FORCE_CONFIGURATION_VCCIO ON +set_global_assignment -name STRATIX_DEVICE_IO_STANDARD "3.3-V LVTTL" +set_global_assignment -name CYCLONEII_RESERVE_NCEO_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DATA0_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DATA1_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_FLASH_NCE_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR IO" +set_global_assignment -name RESERVE_DCLK_AFTER_CONFIGURATION "USE AS REGULAR 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+ .up1(m_up), + .fire1(m_fire), + .right2(m_right), + .left2(m_left), + .down2(m_down), + .up2(m_up), + .fire2(m_fire) + ); + +mist_video #(.COLOR_DEPTH(3), .SD_HCNT_WIDTH(10)) mist_video( + .clk_sys ( clock_48 ), + .SPI_SCK ( SPI_SCK ), + .SPI_SS3 ( SPI_SS3 ), + .SPI_DI ( SPI_DI ), + .R ( blankn ? r : 0 ), + .G ( blankn ? g : 0 ), + .B ( blankn ? {b,b[0]} : 0 ), + .HSync ( hs ), + .VSync ( vs ), + .VGA_R ( VGA_R ), + .VGA_G ( VGA_G ), + .VGA_B ( VGA_B ), + .VGA_VS ( VGA_VS ), + .VGA_HS ( VGA_HS ), + .ce_divider ( 0 ), + .scandoubler_disable( scandoublerD ), + .scanlines ( status[4:3] ), + .ypbpr ( ypbpr ) + ); + +user_io #( + .STRLEN(($size(CONF_STR)>>3))) +user_io( + .clk_sys (clock_48 ), + .conf_str (CONF_STR ), + .SPI_CLK (SPI_SCK ), + .SPI_SS_IO (CONF_DATA0 ), + .SPI_MISO (SPI_DO ), + .SPI_MOSI (SPI_DI ), + .buttons (buttons ), + .switches (switches ), + .scandoubler_disable (scandoublerD ), + .ypbpr (ypbpr ), + .key_strobe (key_strobe ), + .key_pressed (key_pressed ), + .key_code 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'h05: btn_one_player <= key_pressed; // F1 + 'h06: btn_two_players <= key_pressed; // F2 + 'h29: btn_fire <= key_pressed; // Space + endcase + end +end + +endmodule diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80.vhd new file mode 100644 index 00000000..398fa0df --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80.vhd @@ -0,0 +1,1073 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed wait and halt +-- +-- 0211 : Fixed Refresh addition and IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0232 : Removed refresh address output for Mode > 1 and added DJNZ M1_n fix by Mike Johnson +-- +-- 0235 : Added clock enable and IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0237 : Changed 8080 I/O address output, added IntE output +-- +-- 0238 : Fixed (IX/IY+d) timing and 16 bit ADC and SBC zero flag +-- +-- 0240 : Added interrupt ack fix by Mike Johnson, changed (IX/IY+d) timing and changed flags in GB mode +-- +-- 0242 : Added I/O wait, fixed refresh address, moved some registers to RAM +-- +-- 0247 : Fixed bus req/ack cycle +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80 is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); 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+ signal ExchangeDH : std_logic; + signal ExchangeRp : std_logic; + signal ExchangeAF : std_logic; + signal ExchangeRS : std_logic; + signal I_DJNZ : std_logic; + signal I_CPL : std_logic; + signal I_CCF : std_logic; + signal I_SCF : std_logic; + signal I_RETN : std_logic; + signal I_BT : std_logic; + signal I_BC : std_logic; + signal I_BTR : std_logic; + signal I_RLD : std_logic; + signal I_RRD : std_logic; + signal I_INRC : std_logic; + signal SetDI : std_logic; + signal SetEI : std_logic; + signal IMode : std_logic_vector(1 downto 0); + signal Halt : std_logic; + +begin + + mcode : T80_MCode + generic map( + Mode => Mode, + Flag_C => Flag_C, + Flag_N => Flag_N, + Flag_P => Flag_P, + Flag_X => Flag_X, + Flag_H => Flag_H, + Flag_Y => Flag_Y, + Flag_Z => Flag_Z, + Flag_S => Flag_S) + port map( + IR => IR, + ISet => ISet, + MCycle => MCycle, + F => F, + NMICycle => NMICycle, + IntCycle => IntCycle, + MCycles => MCycles_d, + TStates => TStates, + Prefix => Prefix, + Inc_PC => Inc_PC, + Inc_WZ => Inc_WZ, + IncDec_16 => IncDec_16, + Read_To_Acc => Read_To_Acc, + Read_To_Reg => Read_To_Reg, + Set_BusB_To => Set_BusB_To, + Set_BusA_To => Set_BusA_To, + ALU_Op => ALU_Op, + Save_ALU => Save_ALU, + PreserveC => PreserveC, + Arith16 => Arith16, + Set_Addr_To => Set_Addr_To, + IORQ => IORQ_i, + Jump => Jump, + JumpE => JumpE, + JumpXY => JumpXY, + Call => Call, + RstP => RstP, + LDZ => LDZ, + LDW => LDW, + LDSPHL => LDSPHL, + Special_LD => Special_LD, + ExchangeDH => ExchangeDH, + ExchangeRp => ExchangeRp, + ExchangeAF => ExchangeAF, + ExchangeRS => ExchangeRS, + I_DJNZ => I_DJNZ, + I_CPL => I_CPL, + I_CCF => I_CCF, + I_SCF => I_SCF, + I_RETN => I_RETN, + I_BT => I_BT, + I_BC => I_BC, + I_BTR => I_BTR, + I_RLD => I_RLD, + I_RRD => I_RRD, + I_INRC => I_INRC, + SetDI => SetDI, + SetEI => SetEI, + IMode => IMode, + Halt => Halt, + NoRead => NoRead, + Write => Write); + + alu : T80_ALU + generic map( + Mode => Mode, + Flag_C => Flag_C, + Flag_N => Flag_N, + Flag_P => Flag_P, + Flag_X => Flag_X, + Flag_H => Flag_H, + Flag_Y => Flag_Y, + Flag_Z => Flag_Z, + Flag_S => Flag_S) + port map( + Arith16 => Arith16_r, + Z16 => Z16_r, + ALU_Op => ALU_Op_r, + IR => IR(5 downto 0), + ISet => ISet, + BusA => BusA, + BusB => BusB, + F_In => F, + Q => ALU_Q, + F_Out => F_Out); + + ClkEn <= CEN and not BusAck; + + T_Res <= '1' when TState = unsigned(TStates) else '0'; + + NextIs_XY_Fetch <= '1' when XY_State /= "00" and XY_Ind = '0' and + ((Set_Addr_To = aXY) or + (MCycle = "001" and IR = "11001011") or + (MCycle = "001" and IR = "00110110")) else '0'; + + Save_Mux <= BusB when ExchangeRp = '1' else + DI_Reg when Save_ALU_r = '0' else + ALU_Q; + + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + PC <= (others => '0'); -- Program Counter + A <= (others => '0'); + TmpAddr <= (others => '0'); + IR <= "00000000"; + ISet <= "00"; + XY_State <= "00"; + IStatus <= "00"; + MCycles <= "000"; + DO <= "00000000"; + + ACC <= (others => '1'); + F <= (others => '1'); + Ap <= (others => '1'); + Fp <= (others => '1'); + I <= (others => '0'); + R <= (others => '0'); + SP <= (others => '1'); + Alternate <= '0'; + + Read_To_Reg_r <= "00000"; + F <= (others => '1'); + Arith16_r <= '0'; + BTR_r <= '0'; + Z16_r <= '0'; + ALU_Op_r <= "0000"; + Save_ALU_r <= '0'; + PreserveC_r <= '0'; + XY_Ind <= '0'; + + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + + if ClkEn = '1' then + + ALU_Op_r <= "0000"; + Save_ALU_r <= '0'; + Read_To_Reg_r <= "00000"; + + MCycles <= MCycles_d; + + if IMode /= "11" then + IStatus <= IMode; + end if; + + Arith16_r <= Arith16; + PreserveC_r <= PreserveC; + if ISet = "10" and ALU_OP(2) = '0' and ALU_OP(0) = '1' and MCycle = "011" then + Z16_r <= '1'; + else + Z16_r <= '0'; + end if; + + if MCycle = "001" and TState(2) = '0' then + -- MCycle = 1 and TState = 1, 2, or 3 + + if TState = 2 and Wait_n = '1' then + if Mode < 2 then + A(7 downto 0) <= std_logic_vector(R); + A(15 downto 8) <= I; + R(6 downto 0) <= R(6 downto 0) + 1; + end if; + + if Jump = '0' and Call = '0' and NMICycle = '0' and IntCycle = '0' and not (Halt_FF = '1' or Halt = '1') then + PC <= PC + 1; + end if; + + if IntCycle = '1' and IStatus = "01" then + IR <= "11111111"; + elsif Halt_FF = '1' or (IntCycle = '1' and IStatus = "10") or NMICycle = '1' then + IR <= "00000000"; + else + IR <= DInst; + end if; + + ISet <= "00"; + if Prefix /= "00" then + if Prefix = "11" then + if IR(5) = '1' then + XY_State <= "10"; + else + XY_State <= "01"; + end if; + else + if Prefix = "10" then + XY_State <= "00"; + XY_Ind <= '0'; + end if; + ISet <= Prefix; + end if; + else + XY_State <= "00"; + XY_Ind <= '0'; + end if; + end if; + + else + -- either (MCycle > 1) OR (MCycle = 1 AND TState > 3) + + if MCycle = "110" then + XY_Ind <= '1'; + if Prefix = "01" then + ISet <= "01"; + end if; + end if; + + if T_Res = '1' then + BTR_r <= (I_BT or I_BC or I_BTR) and not No_BTR; + if Jump = '1' then + A(15 downto 8) <= DI_Reg; + A(7 downto 0) <= TmpAddr(7 downto 0); + PC(15 downto 8) <= unsigned(DI_Reg); + PC(7 downto 0) <= unsigned(TmpAddr(7 downto 0)); + elsif JumpXY = '1' then + A <= RegBusC; + PC <= unsigned(RegBusC); + elsif Call = '1' or RstP = '1' then + A <= TmpAddr; + PC <= unsigned(TmpAddr); + elsif MCycle = MCycles and NMICycle = '1' then + A <= "0000000001100110"; + PC <= "0000000001100110"; + elsif MCycle = "011" and IntCycle = '1' and IStatus = "10" then + A(15 downto 8) <= I; + A(7 downto 0) <= TmpAddr(7 downto 0); + PC(15 downto 8) <= unsigned(I); + PC(7 downto 0) <= unsigned(TmpAddr(7 downto 0)); + else + case Set_Addr_To is + when aXY => + if XY_State = "00" then + A <= RegBusC; + else + if NextIs_XY_Fetch = '1' then + A <= std_logic_vector(PC); + else + A <= TmpAddr; + end if; + end if; + when aIOA => + if Mode = 3 then + -- Memory map I/O on GBZ80 + A(15 downto 8) <= (others => '1'); + elsif Mode = 2 then + -- Duplicate I/O address on 8080 + A(15 downto 8) <= DI_Reg; + else + A(15 downto 8) <= ACC; + end if; + A(7 downto 0) <= DI_Reg; + when aSP => + A <= std_logic_vector(SP); + when aBC => + if Mode = 3 and IORQ_i = '1' then + -- Memory map I/O on GBZ80 + A(15 downto 8) <= (others => '1'); + A(7 downto 0) <= RegBusC(7 downto 0); + else + A <= RegBusC; + end if; + when aDE => + A <= RegBusC; + when aZI => + if Inc_WZ = '1' then + A <= std_logic_vector(unsigned(TmpAddr) + 1); + else + A(15 downto 8) <= DI_Reg; + A(7 downto 0) <= TmpAddr(7 downto 0); + end if; + when others => + A <= std_logic_vector(PC); + end case; + end if; + + Save_ALU_r <= Save_ALU; + ALU_Op_r <= ALU_Op; + + if I_CPL = '1' then + -- CPL + ACC <= not ACC; + F(Flag_Y) <= not ACC(5); + F(Flag_H) <= '1'; + F(Flag_X) <= not ACC(3); + F(Flag_N) <= '1'; + end if; + if I_CCF = '1' then + -- CCF + F(Flag_C) <= not F(Flag_C); + F(Flag_Y) <= ACC(5); + F(Flag_H) <= F(Flag_C); + F(Flag_X) <= ACC(3); + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + if I_SCF = '1' then + -- SCF + F(Flag_C) <= '1'; + F(Flag_Y) <= ACC(5); + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_X) <= ACC(3); + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + end if; + + if TState = 2 and Wait_n = '1' then + if ISet = "01" and MCycle = "111" then + IR <= DInst; + end if; + if JumpE = '1' then + PC <= unsigned(signed(PC) + signed(DI_Reg)); + elsif Inc_PC = '1' then + PC <= PC + 1; + end if; + if BTR_r = '1' then + PC <= PC - 2; + end if; + if RstP = '1' then + TmpAddr <= (others =>'0'); + TmpAddr(5 downto 3) <= IR(5 downto 3); + end if; + end if; + if TState = 3 and MCycle = "110" then + TmpAddr <= std_logic_vector(signed(RegBusC) + signed(DI_Reg)); + end if; + + if (TState = 2 and Wait_n = '1') or (TState = 4 and MCycle = "001") then + if IncDec_16(2 downto 0) = "111" then + if IncDec_16(3) = '1' then + SP <= SP - 1; + else + SP <= SP + 1; + end if; + end if; + end if; + + if LDSPHL = '1' then + SP <= unsigned(RegBusC); + end if; + if ExchangeAF = '1' then + Ap <= ACC; + ACC <= Ap; + Fp <= F; + F <= Fp; + end if; + if ExchangeRS = '1' then + Alternate <= not Alternate; + end if; + end if; + + if TState = 3 then + if LDZ = '1' then + TmpAddr(7 downto 0) <= DI_Reg; + end if; + if LDW = '1' then + TmpAddr(15 downto 8) <= DI_Reg; + end if; + + if Special_LD(2) = '1' then + case Special_LD(1 downto 0) is + when "00" => + ACC <= I; + F(Flag_P) <= IntE_FF2; + when "01" => + ACC <= std_logic_vector(R); + F(Flag_P) <= IntE_FF2; + when "10" => + I <= ACC; + when others => + R <= unsigned(ACC); + end case; + end if; + end if; + + if (I_DJNZ = '0' and Save_ALU_r = '1') or ALU_Op_r = "1001" then + if Mode = 3 then + F(6) <= F_Out(6); + F(5) <= F_Out(5); + F(7) <= F_Out(7); + if PreserveC_r = '0' then + F(4) <= F_Out(4); + end if; + else + F(7 downto 1) <= F_Out(7 downto 1); + if PreserveC_r = '0' then + F(Flag_C) <= F_Out(0); + end if; + end if; + end if; + if T_Res = '1' and I_INRC = '1' then + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_N) <= '0'; + if DI_Reg(7 downto 0) = "00000000" then + F(Flag_Z) <= '1'; + else + F(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F(Flag_S) <= DI_Reg(7); + F(Flag_P) <= not (DI_Reg(0) xor DI_Reg(1) xor DI_Reg(2) xor DI_Reg(3) xor + DI_Reg(4) xor DI_Reg(5) xor DI_Reg(6) xor DI_Reg(7)); + end if; + + if TState = 1 and Auto_Wait_t1 = '0' then + DO <= BusB; + if I_RLD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusA(3 downto 0); + DO(7 downto 4) <= BusB(3 downto 0); + end if; + if I_RRD = '1' then + DO(3 downto 0) <= BusB(7 downto 4); + DO(7 downto 4) <= BusA(3 downto 0); + end if; + end if; + + if T_Res = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= Set_BusA_To; + Read_To_Reg_r(4) <= Read_To_Reg; + if Read_To_Acc = '1' then + Read_To_Reg_r(3 downto 0) <= "0111"; + Read_To_Reg_r(4) <= '1'; + end if; + end if; + + if TState = 1 and I_BT = '1' then + F(Flag_X) <= ALU_Q(3); + F(Flag_Y) <= ALU_Q(1); + F(Flag_H) <= '0'; + F(Flag_N) <= '0'; + end if; + if I_BC = '1' or I_BT = '1' then + F(Flag_P) <= IncDecZ; + end if; + + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10111" => + ACC <= Save_Mux; + when "10110" => + DO <= Save_Mux; + when "11000" => + SP(7 downto 0) <= unsigned(Save_Mux); + when "11001" => + SP(15 downto 8) <= unsigned(Save_Mux); + when "11011" => + F <= Save_Mux; + when others => + end case; + end if; + + end if; + + end if; + + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- BC('), DE('), HL('), IX and IY +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + -- Bus A / Write + RegAddrA_r <= Alternate & Set_BusA_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusA_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrA_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Bus B + RegAddrB_r <= Alternate & Set_BusB_To(2 downto 1); + if XY_Ind = '0' and XY_State /= "00" and Set_BusB_To(2 downto 1) = "10" then + RegAddrB_r <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + -- Address from register + RegAddrC <= Alternate & Set_Addr_To(1 downto 0); + -- Jump (HL), LD SP,HL + if (JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') then + RegAddrC <= Alternate & "10"; + end if; + if ((JumpXY = '1' or LDSPHL = '1') and XY_State /= "00") or (MCycle = "110") then + RegAddrC <= XY_State(1) & "11"; + end if; + + if I_DJNZ = '1' and Save_ALU_r = '1' and Mode < 2 then + IncDecZ <= F_Out(Flag_Z); + end if; + if (TState = 2 or (TState = 3 and MCycle = "001")) and IncDec_16(2 downto 0) = "100" then + if ID16 = 0 then + IncDecZ <= '0'; + else + IncDecZ <= '1'; + end if; + end if; + + RegBusA_r <= RegBusA; + end if; + end if; + end process; + + RegAddrA <= + -- 16 bit increment/decrement + Alternate & IncDec_16(1 downto 0) when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and XY_State = "00" else + XY_State(1) & "11" when (TState = 2 or + (TState = 3 and MCycle = "001" and IncDec_16(2) = '1')) and IncDec_16(1 downto 0) = "10" else + -- EX HL,DL + Alternate & "10" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 4 else + -- Bus A / Write + RegAddrA_r; + + RegAddrB <= + -- EX HL,DL + Alternate & "01" when ExchangeDH = '1' and TState = 3 else + -- Bus B + RegAddrB_r; + + ID16 <= signed(RegBusA) - 1 when IncDec_16(3) = '1' else + signed(RegBusA) + 1; + + process (Save_ALU_r, Auto_Wait_t1, ALU_OP_r, Read_To_Reg_r, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegWEH <= '0'; + RegWEL <= '0'; + if (TState = 1 and Save_ALU_r = '0' and Auto_Wait_t1 = '0') or + (Save_ALU_r = '1' and ALU_OP_r /= "0111") then + case Read_To_Reg_r is + when "10000" | "10001" | "10010" | "10011" | "10100" | "10101" => + RegWEH <= not Read_To_Reg_r(0); + RegWEL <= Read_To_Reg_r(0); + when others => + end case; + end if; + + if ExchangeDH = '1' and (TState = 3 or TState = 4) then + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and Wait_n = '1' and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + case IncDec_16(1 downto 0) is + when "00" | "01" | "10" => + RegWEH <= '1'; + RegWEL <= '1'; + when others => + end case; + end if; + end process; + + process (Save_Mux, RegBusB, RegBusA_r, ID16, + ExchangeDH, IncDec_16, MCycle, TState, Wait_n) + begin + RegDIH <= Save_Mux; + RegDIL <= Save_Mux; + + if ExchangeDH = '1' and TState = 3 then + RegDIH <= RegBusB(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusB(7 downto 0); + end if; + if ExchangeDH = '1' and TState = 4 then + RegDIH <= RegBusA_r(15 downto 8); + RegDIL <= RegBusA_r(7 downto 0); + end if; + + if IncDec_16(2) = '1' and ((TState = 2 and MCycle /= "001") or (TState = 3 and MCycle = "001")) then + RegDIH <= std_logic_vector(ID16(15 downto 8)); + RegDIL <= std_logic_vector(ID16(7 downto 0)); + end if; + end process; + + Regs : T80_Reg + port map( + Clk => CLK_n, + CEN => ClkEn, + WEH => RegWEH, + WEL => RegWEL, + AddrA => RegAddrA, + AddrB => RegAddrB, + AddrC => RegAddrC, + DIH => RegDIH, + DIL => RegDIL, + DOAH => RegBusA(15 downto 8), + DOAL => RegBusA(7 downto 0), + DOBH => RegBusB(15 downto 8), + DOBL => RegBusB(7 downto 0), + DOCH => RegBusC(15 downto 8), + DOCL => RegBusC(7 downto 0)); + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Buses +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (CLK_n) + begin + if CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if ClkEn = '1' then + case Set_BusB_To is + when "0111" => + BusB <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusB_To(0) = '1' then + BusB <= RegBusB(7 downto 0); + else + BusB <= RegBusB(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusB <= DI_Reg; + when "1000" => + BusB <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusB <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusB <= "00000001"; + when "1011" => + BusB <= F; + when "1100" => + BusB <= std_logic_vector(PC(7 downto 0)); + when "1101" => + BusB <= std_logic_vector(PC(15 downto 8)); + when "1110" => + BusB <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + + case Set_BusA_To is + when "0111" => + BusA <= ACC; + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" => + if Set_BusA_To(0) = '1' then + BusA <= RegBusA(7 downto 0); + else + BusA <= RegBusA(15 downto 8); + end if; + when "0110" => + BusA <= DI_Reg; + when "1000" => + BusA <= std_logic_vector(SP(7 downto 0)); + when "1001" => + BusA <= std_logic_vector(SP(15 downto 8)); + when "1010" => + BusA <= "00000000"; + when others => + BusB <= "--------"; + end case; + end if; + end if; + end process; + +--------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Generate external control signals +-- +--------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n,CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RFSH_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if MCycle = "001" and ((TState = 2 and Wait_n = '1') or TState = 3) then + RFSH_n <= '0'; + else + RFSH_n <= '1'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + MC <= std_logic_vector(MCycle); + TS <= std_logic_vector(TState); + DI_Reg <= DI; + HALT_n <= not Halt_FF; + BUSAK_n <= not BusAck; + IntCycle_n <= not IntCycle; + IntE <= IntE_FF1; + IORQ <= IORQ_i; + Stop <= I_DJNZ; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Syncronise inputs +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + variable OldNMI_n : std_logic; + begin + if RESET_n = '0' then + BusReq_s <= '0'; + INT_s <= '0'; + NMI_s <= '0'; + OldNMI_n := '0'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + BusReq_s <= not BUSRQ_n; + INT_s <= not INT_n; + if NMICycle = '1' then + NMI_s <= '0'; + elsif NMI_n = '0' and OldNMI_n = '1' then + NMI_s <= '1'; + end if; + OldNMI_n := NMI_n; + end if; + end if; + end process; + +------------------------------------------------------------------------- +-- +-- Main state machine +-- +------------------------------------------------------------------------- + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + MCycle <= "001"; + TState <= "000"; + Pre_XY_F_M <= "000"; + Halt_FF <= '0'; + BusAck <= '0'; + NMICycle <= '0'; + IntCycle <= '0'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + No_BTR <= '0'; + Auto_Wait_t1 <= '0'; + Auto_Wait_t2 <= '0'; + M1_n <= '1'; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + if CEN = '1' then + if T_Res = '1' then + Auto_Wait_t1 <= '0'; + else + Auto_Wait_t1 <= Auto_Wait or IORQ_i; + end if; + Auto_Wait_t2 <= Auto_Wait_t1; + No_BTR <= (I_BT and (not IR(4) or not F(Flag_P))) or + (I_BC and (not IR(4) or F(Flag_Z) or not F(Flag_P))) or + (I_BTR and (not IR(4) or F(Flag_Z))); + if TState = 2 then + if SetEI = '1' then + IntE_FF1 <= '1'; + IntE_FF2 <= '1'; + end if; + if I_RETN = '1' then + IntE_FF1 <= IntE_FF2; + end if; + end if; + if TState = 3 then + if SetDI = '1' then + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + end if; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + Halt_FF <= '0'; + end if; + if MCycle = "001" and TState = 2 and Wait_n = '1' then + M1_n <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' and BusAck = '1' then + else + BusAck <= '0'; + if TState = 2 and Wait_n = '0' then + elsif T_Res = '1' then + if Halt = '1' then + Halt_FF <= '1'; + end if; + if BusReq_s = '1' then + BusAck <= '1'; + else + TState <= "001"; + if NextIs_XY_Fetch = '1' then + MCycle <= "110"; + Pre_XY_F_M <= MCycle; + if IR = "00110110" and Mode = 0 then + Pre_XY_F_M <= "010"; + end if; + elsif (MCycle = "111") or + (MCycle = "110" and Mode = 1 and ISet /= "01") then + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(Pre_XY_F_M) + 1); + elsif (MCycle = MCycles) or + No_BTR = '1' or + (MCycle = "010" and I_DJNZ = '1' and IncDecZ = '1') then + M1_n <= '0'; + MCycle <= "001"; + IntCycle <= '0'; + NMICycle <= '0'; + if NMI_s = '1' and Prefix = "00" then + NMICycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + elsif (IntE_FF1 = '1' and INT_s = '1') and Prefix = "00" and SetEI = '0' then + IntCycle <= '1'; + IntE_FF1 <= '0'; + IntE_FF2 <= '0'; + end if; + else + MCycle <= std_logic_vector(unsigned(MCycle) + 1); + end if; + end if; + else + if (Auto_Wait = '1' and Auto_Wait_t2 = '0') nor + (IOWait = 1 and IORQ_i = '1' and Auto_Wait_t1 = '0') then + TState <= TState + 1; + end if; + end if; + end if; + if TState = 0 then + M1_n <= '0'; + end if; + end if; + end if; + end process; + + process (IntCycle, NMICycle, MCycle) + begin + Auto_Wait <= '0'; + if IntCycle = '1' or NMICycle = '1' then + if MCycle = "001" then + Auto_Wait <= '1'; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd new file mode 100644 index 00000000..86fddce7 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_ALU.vhd @@ -0,0 +1,351 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0247 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0238 : Fixed zero flag for 16 bit SBC and ADC +-- +-- 0240 : Added GB operations +-- +-- 0242 : Cleanup +-- +-- 0247 : Cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_ALU is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_ALU; + +architecture rtl of T80_ALU is + + procedure AddSub(A : std_logic_vector; + B : std_logic_vector; + Sub : std_logic; + Carry_In : std_logic; + signal Res : out std_logic_vector; + signal Carry : out std_logic) is + variable B_i : unsigned(A'length - 1 downto 0); + variable Res_i : unsigned(A'length + 1 downto 0); + begin + if Sub = '1' then + B_i := not unsigned(B); + else + B_i := unsigned(B); + end if; + Res_i := unsigned("0" & A & Carry_In) + unsigned("0" & B_i & "1"); + Carry <= Res_i(A'length + 1); + Res <= std_logic_vector(Res_i(A'length downto 1)); + end; + + -- AddSub variables (temporary signals) + signal UseCarry : std_logic; + signal Carry7_v : std_logic; + signal Overflow_v : std_logic; + signal HalfCarry_v : std_logic; + signal Carry_v : std_logic; + signal Q_v : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal BitMask : std_logic_vector(7 downto 0); + +begin + + with IR(5 downto 3) select BitMask <= "00000001" when "000", + "00000010" when "001", + "00000100" when "010", + "00001000" when "011", + "00010000" when "100", + "00100000" when "101", + "01000000" when "110", + "10000000" when others; + + UseCarry <= not ALU_Op(2) and ALU_Op(0); + AddSub(BusA(3 downto 0), BusB(3 downto 0), ALU_Op(1), ALU_Op(1) xor (UseCarry and F_In(Flag_C)), Q_v(3 downto 0), HalfCarry_v); + AddSub(BusA(6 downto 4), BusB(6 downto 4), ALU_Op(1), HalfCarry_v, Q_v(6 downto 4), Carry7_v); + AddSub(BusA(7 downto 7), BusB(7 downto 7), ALU_Op(1), Carry7_v, Q_v(7 downto 7), Carry_v); + OverFlow_v <= Carry_v xor Carry7_v; + + process (Arith16, ALU_OP, F_In, BusA, BusB, IR, Q_v, Carry_v, HalfCarry_v, OverFlow_v, BitMask, ISet, Z16) + variable Q_t : std_logic_vector(7 downto 0); + variable DAA_Q : unsigned(8 downto 0); + begin + Q_t := "--------"; + F_Out <= F_In; + DAA_Q := "---------"; + case ALU_Op is + when "0000" | "0001" | "0010" | "0011" | "0100" | "0101" | "0110" | "0111" => + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_C) <= '0'; + case ALU_OP(2 downto 0) is + when "000" | "001" => -- ADD, ADC + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_C) <= Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "010" | "011" | "111" => -- SUB, SBC, CP + Q_t := Q_v; + F_Out(Flag_N) <= '1'; + F_Out(Flag_C) <= not Carry_v; + F_Out(Flag_H) <= not HalfCarry_v; + F_Out(Flag_P) <= OverFlow_v; + when "100" => -- AND + Q_t(7 downto 0) := BusA and BusB; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + when "101" => -- XOR + Q_t(7 downto 0) := BusA xor BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + when others => -- OR "110" + Q_t(7 downto 0) := BusA or BusB; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end case; + if ALU_Op(2 downto 0) = "111" then -- CP + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + else + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + end if; + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + if Z16 = '1' then + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); -- 16 bit ADC,SBC + end if; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + case ALU_Op(2 downto 0) is + when "000" | "001" | "010" | "011" | "111" => -- ADD, ADC, SUB, SBC, CP + when others => + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + end case; + if Arith16 = '1' then + F_Out(Flag_S) <= F_In(Flag_S); + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); + F_Out(Flag_P) <= F_In(Flag_P); + end if; + when "1100" => + -- DAA + F_Out(Flag_H) <= F_In(Flag_H); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C); + DAA_Q(7 downto 0) := unsigned(BusA); + DAA_Q(8) := '0'; + if F_In(Flag_N) = '0' then + -- After addition + -- Alow > 9 or H = 1 + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if (DAA_Q(3 downto 0) > 9) then + F_Out(Flag_H) <= '1'; + else + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q := DAA_Q + 6; + end if; + -- new Ahigh > 9 or C = 1 + if DAA_Q(8 downto 4) > 9 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q + 96; -- 0x60 + end if; + else + -- After subtraction + if DAA_Q(3 downto 0) > 9 or F_In(Flag_H) = '1' then + if DAA_Q(3 downto 0) > 5 then + F_Out(Flag_H) <= '0'; + end if; + DAA_Q(7 downto 0) := DAA_Q(7 downto 0) - 6; + end if; + if unsigned(BusA) > 153 or F_In(Flag_C) = '1' then + DAA_Q := DAA_Q - 352; -- 0x160 + end if; + end if; + F_Out(Flag_X) <= DAA_Q(3); + F_Out(Flag_Y) <= DAA_Q(5); + F_Out(Flag_C) <= F_In(Flag_C) or DAA_Q(8); + Q_t := std_logic_vector(DAA_Q(7 downto 0)); + if DAA_Q(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= DAA_Q(7); + F_Out(Flag_P) <= not (DAA_Q(0) xor DAA_Q(1) xor DAA_Q(2) xor DAA_Q(3) xor + DAA_Q(4) xor DAA_Q(5) xor DAA_Q(6) xor DAA_Q(7)); + when "1101" | "1110" => + -- RLD, RRD + Q_t(7 downto 4) := BusA(7 downto 4); + if ALU_Op(0) = '1' then + Q_t(3 downto 0) := BusB(7 downto 4); + else + Q_t(3 downto 0) := BusB(3 downto 0); + end if; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + when "1001" => + -- BIT + Q_t(7 downto 0) := BusB and BitMask; + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + F_Out(Flag_P) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + F_Out(Flag_P) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_H) <= '1'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= '0'; + F_Out(Flag_Y) <= '0'; + if IR(2 downto 0) /= "110" then + F_Out(Flag_X) <= BusB(3); + F_Out(Flag_Y) <= BusB(5); + end if; + when "1010" => + -- SET + Q_t(7 downto 0) := BusB or BitMask; + when "1011" => + -- RES + Q_t(7 downto 0) := BusB and not BitMask; + when "1000" => + -- ROT + case IR(5 downto 3) is + when "000" => -- RLC + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := BusA(7); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "010" => -- RL + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "001" => -- RRC + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := BusA(0); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "011" => -- RR + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := F_In(Flag_C); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when "100" => -- SLA + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '0'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + when "110" => -- SLL (Undocumented) / SWAP + if Mode = 3 then + Q_t(7 downto 4) := BusA(3 downto 0); + Q_t(3 downto 0) := BusA(7 downto 4); + F_Out(Flag_C) <= '0'; + else + Q_t(7 downto 1) := BusA(6 downto 0); + Q_t(0) := '1'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(7); + end if; + when "101" => -- SRA + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := BusA(7); + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + when others => -- SRL + Q_t(6 downto 0) := BusA(7 downto 1); + Q_t(7) := '0'; + F_Out(Flag_C) <= BusA(0); + end case; + F_Out(Flag_H) <= '0'; + F_Out(Flag_N) <= '0'; + F_Out(Flag_X) <= Q_t(3); + F_Out(Flag_Y) <= Q_t(5); + F_Out(Flag_S) <= Q_t(7); + if Q_t(7 downto 0) = "00000000" then + F_Out(Flag_Z) <= '1'; + else + F_Out(Flag_Z) <= '0'; + end if; + F_Out(Flag_P) <= not (Q_t(0) xor Q_t(1) xor Q_t(2) xor Q_t(3) xor + Q_t(4) xor Q_t(5) xor Q_t(6) xor Q_t(7)); + if ISet = "00" then + F_Out(Flag_P) <= F_In(Flag_P); + F_Out(Flag_S) <= F_In(Flag_S); + F_Out(Flag_Z) <= F_In(Flag_Z); + end if; + when others => + null; + end case; + Q <= Q_t; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd new file mode 100644 index 00000000..4cc30f35 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_MCode.vhd @@ -0,0 +1,1934 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0211 : Fixed IM 1 +-- +-- 0214 : Fixed mostly flags, only the block instructions now fail the zex regression test +-- +-- 0235 : Added IM 2 fix by Mike Johnson +-- +-- 0238 : Added NoRead signal +-- +-- 0238b: Fixed instruction timing for POP and DJNZ +-- +-- 0240 : Added (IX/IY+d) states, removed op-codes from mode 2 and added all remaining mode 3 op-codes +-- +-- 0242 : Fixed I/O instruction timing, cleanup +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_MCode is + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + IR : in std_logic_vector(7 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + MCycle : in std_logic_vector(2 downto 0); + F : in std_logic_vector(7 downto 0); + NMICycle : in std_logic; + IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI,A,SP(L),SP(M),1,F,PC(L),PC(M),0 + ALU_Op : out std_logic_vector(3 downto 0); + -- ADD, ADC, SUB, SBC, AND, XOR, OR, CP, ROT, BIT, SET, RES, DAA, RLD, RRD, None + Save_ALU : out std_logic; + PreserveC : out std_logic; + Arith16 : out std_logic; + Set_Addr_To : out std_logic_vector(2 downto 0); -- aNone,aXY,aIOA,aSP,aBC,aDE,aZI + IORQ : out std_logic; + Jump : out std_logic; + JumpE : out std_logic; + JumpXY : out std_logic; + Call : out std_logic; + RstP : out std_logic; + LDZ : out std_logic; + LDW : out std_logic; + LDSPHL : out std_logic; + Special_LD : out std_logic_vector(2 downto 0); -- A,I;A,R;I,A;R,A;None + ExchangeDH : out std_logic; + ExchangeRp : out std_logic; + ExchangeAF : out std_logic; + ExchangeRS : out std_logic; + I_DJNZ : out std_logic; + I_CPL : out std_logic; + I_CCF : out std_logic; + I_SCF : out std_logic; + I_RETN : out std_logic; + I_BT : out std_logic; + I_BC : out std_logic; + I_BTR : out std_logic; + I_RLD : out std_logic; + I_RRD : out std_logic; + I_INRC : out std_logic; + SetDI : out std_logic; + SetEI : out std_logic; + IMode : out std_logic_vector(1 downto 0); + Halt : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic + ); +end T80_MCode; + +architecture rtl of T80_MCode is + + constant aNone : std_logic_vector(2 downto 0) := "111"; + constant aBC : std_logic_vector(2 downto 0) := "000"; + constant aDE : std_logic_vector(2 downto 0) := "001"; + constant aXY : std_logic_vector(2 downto 0) := "010"; + constant aIOA : std_logic_vector(2 downto 0) := "100"; + constant aSP : std_logic_vector(2 downto 0) := "101"; + constant aZI : std_logic_vector(2 downto 0) := "110"; +-- constant aNone : std_logic_vector(2 downto 0) := "000"; +-- constant aXY : std_logic_vector(2 downto 0) := "001"; +-- constant aIOA : std_logic_vector(2 downto 0) := "010"; +-- constant aSP : std_logic_vector(2 downto 0) := "011"; +-- constant aBC : std_logic_vector(2 downto 0) := "100"; +-- constant aDE : std_logic_vector(2 downto 0) := "101"; +-- constant aZI : std_logic_vector(2 downto 0) := "110"; + + function is_cc_true( + F : std_logic_vector(7 downto 0); + cc : bit_vector(2 downto 0) + ) return boolean is + begin + if Mode = 3 then + case cc is + when "000" => return F(7) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(7) = '1'; -- Z + when "010" => return F(4) = '0'; -- NC + when "011" => return F(4) = '1'; -- C + when "100" => return false; + when "101" => return false; + when "110" => return false; + when "111" => return false; + end case; + else + case cc is + when "000" => return F(6) = '0'; -- NZ + when "001" => return F(6) = '1'; -- Z + when "010" => return F(0) = '0'; -- NC + when "011" => return F(0) = '1'; -- C + when "100" => return F(2) = '0'; -- PO + when "101" => return F(2) = '1'; -- PE + when "110" => return F(7) = '0'; -- P + when "111" => return F(7) = '1'; -- M + end case; + end if; + end; + +begin + + process (IR, ISet, MCycle, F, NMICycle, IntCycle) + variable DDD : std_logic_vector(2 downto 0); + variable SSS : std_logic_vector(2 downto 0); + variable DPair : std_logic_vector(1 downto 0); + variable IRB : bit_vector(7 downto 0); + begin + DDD := IR(5 downto 3); + SSS := IR(2 downto 0); + DPair := IR(5 downto 4); + IRB := to_bitvector(IR); + + MCycles <= "001"; + if MCycle = "001" then + TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + Prefix <= "00"; + Inc_PC <= '0'; + Inc_WZ <= '0'; + IncDec_16 <= "0000"; + Read_To_Acc <= '0'; + Read_To_Reg <= '0'; + Set_BusB_To <= "0000"; + Set_BusA_To <= "0000"; + ALU_Op <= "0" & IR(5 downto 3); + Save_ALU <= '0'; + PreserveC <= '0'; + Arith16 <= '0'; + IORQ <= '0'; + Set_Addr_To <= aNone; + Jump <= '0'; + JumpE <= '0'; + JumpXY <= '0'; + Call <= '0'; + RstP <= '0'; + LDZ <= '0'; + LDW <= '0'; + LDSPHL <= '0'; + Special_LD <= "000"; + ExchangeDH <= '0'; + ExchangeRp <= '0'; + ExchangeAF <= '0'; + ExchangeRS <= '0'; + I_DJNZ <= '0'; + I_CPL <= '0'; + I_CCF <= '0'; + I_SCF <= '0'; + I_RETN <= '0'; + I_BT <= '0'; + I_BC <= '0'; + I_BTR <= '0'; + I_RLD <= '0'; + I_RRD <= '0'; + I_INRC <= '0'; + SetDI <= '0'; + SetEI <= '0'; + IMode <= "11"; + Halt <= '0'; + NoRead <= '0'; + Write <= '0'; + + case ISet is + when "00" => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- Unprefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + case IRB is +-- 8 BIT LOAD GROUP + when "01000000"|"01000001"|"01000010"|"01000011"|"01000100"|"01000101"|"01000111" + |"01001000"|"01001001"|"01001010"|"01001011"|"01001100"|"01001101"|"01001111" + |"01010000"|"01010001"|"01010010"|"01010011"|"01010100"|"01010101"|"01010111" + |"01011000"|"01011001"|"01011010"|"01011011"|"01011100"|"01011101"|"01011111" + |"01100000"|"01100001"|"01100010"|"01100011"|"01100100"|"01100101"|"01100111" + |"01101000"|"01101001"|"01101010"|"01101011"|"01101100"|"01101101"|"01101111" + |"01111000"|"01111001"|"01111010"|"01111011"|"01111100"|"01111101"|"01111111" => + -- LD r,r' + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + ExchangeRp <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when "00000110"|"00001110"|"00010110"|"00011110"|"00100110"|"00101110"|"00111110" => + -- LD r,n + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01111110" => + -- LD r,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" => + -- LD (HL),r + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00110110" => + -- LD (HL),n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00001010" => + -- LD A,(BC) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00011010" => + -- LD A,(DE) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aDE; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00111010" => + if Mode = 3 then + -- LDD A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IncDec_16 <= "1110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD A,(nn) + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + when 4 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "00000010" => + -- LD (BC),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00010010" => + -- LD (DE),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aDE; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00110010" => + if Mode = 3 then + -- LDD (HL),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD (nn),A + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 4 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +-- 16 BIT LOAD GROUP + when "00000001"|"00010001"|"00100001"|"00110001" => + -- LD dd,nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1000"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1001"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + when "00101010" => + if Mode = 3 then + -- LDI A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD HL,(nn) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100010" => + if Mode = 3 then + -- LDI (HL),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "0110"; + when others => null; + end case; + else + -- LD (nn),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "0101"; -- L + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "0100"; -- H + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11111001" => + -- LD SP,HL + TStates <= "110"; + LDSPHL <= '1'; + when "11000101"|"11010101"|"11100101"|"11110101" => + -- PUSH qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "0111"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '0'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 2 => + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + if DPAIR = "11" then + Set_BusB_To <= "1011"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusB_To(0) <= '1'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + Write <= '1'; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000001"|"11010001"|"11100001"|"11110001" => + -- POP qq + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "1011"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Read_To_Reg <= '1'; + if DPAIR = "11" then + Set_BusA_To(3 downto 0) <= "0111"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= DPAIR; + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + +-- EXCHANGE, BLOCK TRANSFER AND SEARCH GROUP + when "11101011" => + if Mode /= 3 then + -- EX DE,HL + ExchangeDH <= '1'; + end if; + when "00001000" => + if Mode = 3 then + -- LD (nn),SP + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1000"; + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + Set_BusB_To <= "1001"; + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EX AF,AF' + ExchangeAF <= '1'; + end if; + when "11011001" => + if Mode = 3 then + -- RETI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + I_RETN <= '1'; + SetEI <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif Mode < 2 then + -- EXX + ExchangeRS <= '1'; + end if; + when "11100011" => + if Mode /= 3 then + -- EX (SP),HL + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aSP; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0101"; + Set_BusB_To <= "0101"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 3 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To <= "0100"; + Set_BusB_To <= "0100"; + Set_Addr_To <= aSP; + when 5 => + IncDec_16 <= "1111"; + TStates <= "101"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +-- 8 BIT ARITHMETIC AND LOGICAL GROUP + when "10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011111" + |"10100000"|"10100001"|"10100010"|"10100011"|"10100100"|"10100101"|"10100111" + |"10101000"|"10101001"|"10101010"|"10101011"|"10101100"|"10101101"|"10101111" + |"10110000"|"10110001"|"10110010"|"10110011"|"10110100"|"10110101"|"10110111" + |"10111000"|"10111001"|"10111010"|"10111011"|"10111100"|"10111101"|"10111111" => + -- ADD A,r + -- ADC A,r + -- SUB A,r + -- SBC A,r + -- AND A,r + -- OR A,r + -- XOR A,r + -- CP A,r + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- ADD A,(HL) + -- ADC A,(HL) + -- SUB A,(HL) + -- SBC A,(HL) + -- AND A,(HL) + -- OR A,(HL) + -- XOR A,(HL) + -- CP A,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + when others => null; + end case; + when "11000110"|"11001110"|"11010110"|"11011110"|"11100110"|"11101110"|"11110110"|"11111110" => + -- ADD A,n + -- ADC A,n + -- SUB A,n + -- SBC A,n + -- AND A,n + -- OR A,n + -- XOR A,n + -- CP A,n + MCycles <= "010"; + if MCycle = "010" then + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + end if; + when "00000100"|"00001100"|"00010100"|"00011100"|"00100100"|"00101100"|"00111100" => + -- INC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + when "00110100" => + -- INC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "00000101"|"00001101"|"00010101"|"00011101"|"00100101"|"00101101"|"00111101" => + -- DEC r + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when "00110101" => + -- DEC (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + ALU_Op <= "0010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= DDD; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- GENERAL PURPOSE ARITHMETIC AND CPU CONTROL GROUPS + when "00100111" => + -- DAA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + Read_To_Reg <= '1'; + ALU_Op <= "1100"; + Save_ALU <= '1'; + when "00101111" => + -- CPL + I_CPL <= '1'; + when "00111111" => + -- CCF + I_CCF <= '1'; + when "00110111" => + -- SCF + I_SCF <= '1'; + when "00000000" => + if NMICycle = '1' then + -- NMI + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + elsif IntCycle = '1' then + -- INT (IM 2) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + LDZ <= '1'; + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + when 4 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 5 => + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + else + -- NOP + end if; + when "01110110" => + -- HALT + Halt <= '1'; + when "11110011" => + -- DI + SetDI <= '1'; + when "11111011" => + -- EI + SetEI <= '1'; + +-- 16 BIT ARITHMETIC GROUP + when "00001001"|"00011001"|"00101001"|"00111001" => + -- ADD HL,ss + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + NoRead <= '1'; + ALU_Op <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + when others => + Set_BusB_To <= "1000"; + end case; + TStates <= "100"; + Arith16 <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + when others => + Set_BusB_To <= "1001"; + end case; + Arith16 <= '1'; + when others => + end case; + when "00000011"|"00010011"|"00100011"|"00110011" => + -- INC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "01"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + when "00001011"|"00011011"|"00101011"|"00111011" => + -- DEC ss + TStates <= "110"; + IncDec_16(3 downto 2) <= "11"; + IncDec_16(1 downto 0) <= DPair; + +-- ROTATE AND SHIFT GROUP + when "00000111" + -- RLCA + |"00010111" + -- RLA + |"00001111" + -- RRCA + |"00011111" => + -- RRA + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + +-- JUMP GROUP + when "11000011" => + -- JP nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + Jump <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000010"|"11001010"|"11010010"|"11011010"|"11100010"|"11101010"|"11110010"|"11111010" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+C),A + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 2 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "01" => + -- LD (nn),A + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 4 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+C) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "11" => + -- LD A,(nn) + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + when 4 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- JP cc,nn + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Jump <= '1'; + end if; + when others => null; + end case; + end if; + when "00011000" => + if Mode /= 2 then + -- JR e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00111000" => + if Mode /= 2 then + -- JR C,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00110000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NC,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_C) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00101000" => + if Mode /= 2 then + -- JR Z,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '0' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "00100000" => + if Mode /= 2 then + -- JR NZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + if F(Flag_Z) = '1' then + MCycles <= "010"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11101001" => + -- JP (HL) + JumpXY <= '1'; + when "00010000" => + if Mode = 3 then + I_DJNZ <= '1'; + elsif Mode < 2 then + -- DJNZ,e + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + I_DJNZ <= '1'; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + I_DJNZ <= '1'; + Inc_PC <= '1'; + when 3 => + NoRead <= '1'; + JumpE <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end if; + +-- CALL AND RETURN GROUP + when "11001101" => + -- CALL nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + IncDec_16 <= "1111"; + Inc_PC <= '1'; + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDW <= '1'; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11000100"|"11001100"|"11010100"|"11011100"|"11100100"|"11101100"|"11110100"|"11111100" => + if IR(5) = '0' or Mode /= 3 then + -- CALL cc,nn + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_TO <= aSP; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To <= "1101"; + else + MCycles <= "011"; + end if; + when 4 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 5 => + Write <= '1'; + Call <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11001001" => + -- RET + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + when "11000000"|"11001000"|"11010000"|"11011000"|"11100000"|"11101000"|"11110000"|"11111000" => + if IR(5) = '1' and Mode = 3 then + case IRB(4 downto 3) is + when "00" => + -- LD ($FF00+nn),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01" => + -- ADD SP,n + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + ALU_Op <= "0000"; + Inc_PC <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To <= "1000"; + Set_BusB_To <= "0110"; + when 3 => + NoRead <= '1'; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0001"; + Set_BusA_To <= "1001"; + Set_BusB_To <= "1110"; -- Incorrect unsigned !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! + when others => + end case; + when "10" => + -- LD A,($FF00+nn) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + when others => null; + end case; + when "11" => + -- LD HL,SP+n -- Not correct !!!!!!!!!!!!!!!!!!! + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; -- L + Read_To_Reg <= '1'; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; -- H + Read_To_Reg <= '1'; + when others => null; + end case; + end case; + else + -- RET cc + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + if is_cc_true(F, to_bitvector(IR(5 downto 3))) then + Set_Addr_TO <= aSP; + else + MCycles <= "001"; + end if; + TStates <= "101"; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + when others => null; + end case; + end if; + when "11000111"|"11001111"|"11010111"|"11011111"|"11100111"|"11101111"|"11110111"|"11111111" => + -- RST p + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1101"; + when 2 => + Write <= '1'; + IncDec_16 <= "1111"; + Set_Addr_To <= aSP; + Set_BusB_To <= "1100"; + when 3 => + Write <= '1'; + RstP <= '1'; + when others => null; + end case; + +-- INPUT AND OUTPUT GROUP + when "11011011" => + if Mode /= 3 then + -- IN A,(n) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + when 3 => + Read_To_Acc <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + when "11010011" => + if Mode /= 3 then + -- OUT (n),A + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + Set_Addr_To <= aIOA; + Set_BusB_To <= "0111"; + when 3 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => null; + end case; + end if; + +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ +-- MULTIBYTE INSTRUCTIONS +------------------------------------------------------------------------------ +------------------------------------------------------------------------------ + + when "11001011" => + if Mode /= 2 then + Prefix <= "01"; + end if; + + when "11101101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "10"; + end if; + + when "11011101"|"11111101" => + if Mode < 2 then + Prefix <= "11"; + end if; + + end case; + + when "01" => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- CB prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + Set_BusA_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111111" => + -- RLC r + -- RL r + -- RRC r + -- RR r + -- SLA r + -- SRA r + -- SRL r + -- SLL r (Undocumented) / SWAP r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "00000110"|"00010110"|"00001110"|"00011110"|"00101110"|"00111110"|"00100110"|"00110110" => + -- RLC (HL) + -- RL (HL) + -- RRC (HL) + -- RR (HL) + -- SRA (HL) + -- SRL (HL) + -- SLA (HL) + -- SLL (HL) (Undocumented) / SWAP (HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "01000000"|"01000001"|"01000010"|"01000011"|"01000100"|"01000101"|"01000111" + |"01001000"|"01001001"|"01001010"|"01001011"|"01001100"|"01001101"|"01001111" + |"01010000"|"01010001"|"01010010"|"01010011"|"01010100"|"01010101"|"01010111" + |"01011000"|"01011001"|"01011010"|"01011011"|"01011100"|"01011101"|"01011111" + |"01100000"|"01100001"|"01100010"|"01100011"|"01100100"|"01100101"|"01100111" + |"01101000"|"01101001"|"01101010"|"01101011"|"01101100"|"01101101"|"01101111" + |"01110000"|"01110001"|"01110010"|"01110011"|"01110100"|"01110101"|"01110111" + |"01111000"|"01111001"|"01111010"|"01111011"|"01111100"|"01111101"|"01111111" => + -- BIT b,r + if MCycle = "001" then + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(2 downto 0); + ALU_Op <= "1001"; + end if; + when "01000110"|"01001110"|"01010110"|"01011110"|"01100110"|"01101110"|"01110110"|"01111110" => + -- BIT b,(HL) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1001"; + TStates <= "100"; + when others => + end case; + when "11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111111" => + -- SET b,r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "11000110"|"11001110"|"11010110"|"11011110"|"11100110"|"11101110"|"11110110"|"11111110" => + -- SET b,(HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1010"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011111" + |"10100000"|"10100001"|"10100010"|"10100011"|"10100100"|"10100101"|"10100111" + |"10101000"|"10101001"|"10101010"|"10101011"|"10101100"|"10101101"|"10101111" + |"10110000"|"10110001"|"10110010"|"10110011"|"10110100"|"10110101"|"10110111" + |"10111000"|"10111001"|"10111010"|"10111011"|"10111100"|"10111101"|"10111111" => + -- RES b,r + if MCycle = "001" then + ALU_Op <= "1011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + end if; + when "10000110"|"10001110"|"10010110"|"10011110"|"10100110"|"10101110"|"10110110"|"10111110" => + -- RES b,(HL) + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 | 7 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 2 => + ALU_Op <= "1011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + when 3 => + Write <= '1'; + when others => + end case; + end case; + + when others => + +------------------------------------------------------------------------------ +-- +-- ED prefixed instructions +-- +------------------------------------------------------------------------------ + + case IRB is + when "00000000"|"00000001"|"00000010"|"00000011"|"00000100"|"00000101"|"00000110"|"00000111" + |"00001000"|"00001001"|"00001010"|"00001011"|"00001100"|"00001101"|"00001110"|"00001111" + |"00010000"|"00010001"|"00010010"|"00010011"|"00010100"|"00010101"|"00010110"|"00010111" + |"00011000"|"00011001"|"00011010"|"00011011"|"00011100"|"00011101"|"00011110"|"00011111" + |"00100000"|"00100001"|"00100010"|"00100011"|"00100100"|"00100101"|"00100110"|"00100111" + |"00101000"|"00101001"|"00101010"|"00101011"|"00101100"|"00101101"|"00101110"|"00101111" + |"00110000"|"00110001"|"00110010"|"00110011"|"00110100"|"00110101"|"00110110"|"00110111" + |"00111000"|"00111001"|"00111010"|"00111011"|"00111100"|"00111101"|"00111110"|"00111111" + + + |"10000000"|"10000001"|"10000010"|"10000011"|"10000100"|"10000101"|"10000110"|"10000111" + |"10001000"|"10001001"|"10001010"|"10001011"|"10001100"|"10001101"|"10001110"|"10001111" + |"10010000"|"10010001"|"10010010"|"10010011"|"10010100"|"10010101"|"10010110"|"10010111" + |"10011000"|"10011001"|"10011010"|"10011011"|"10011100"|"10011101"|"10011110"|"10011111" + | "10100100"|"10100101"|"10100110"|"10100111" + | "10101100"|"10101101"|"10101110"|"10101111" + | "10110100"|"10110101"|"10110110"|"10110111" + | "10111100"|"10111101"|"10111110"|"10111111" + |"11000000"|"11000001"|"11000010"|"11000011"|"11000100"|"11000101"|"11000110"|"11000111" + |"11001000"|"11001001"|"11001010"|"11001011"|"11001100"|"11001101"|"11001110"|"11001111" + |"11010000"|"11010001"|"11010010"|"11010011"|"11010100"|"11010101"|"11010110"|"11010111" + |"11011000"|"11011001"|"11011010"|"11011011"|"11011100"|"11011101"|"11011110"|"11011111" + |"11100000"|"11100001"|"11100010"|"11100011"|"11100100"|"11100101"|"11100110"|"11100111" + |"11101000"|"11101001"|"11101010"|"11101011"|"11101100"|"11101101"|"11101110"|"11101111" + |"11110000"|"11110001"|"11110010"|"11110011"|"11110100"|"11110101"|"11110110"|"11110111" + |"11111000"|"11111001"|"11111010"|"11111011"|"11111100"|"11111101"|"11111110"|"11111111" => + null; -- NOP, undocumented + when "01111110"|"01111111" => + -- NOP, undocumented + null; +-- 8 BIT LOAD GROUP + when "01010111" => + -- LD A,I + Special_LD <= "100"; + TStates <= "101"; + when "01011111" => + -- LD A,R + Special_LD <= "101"; + TStates <= "101"; + when "01000111" => + -- LD I,A + Special_LD <= "110"; + TStates <= "101"; + when "01001111" => + -- LD R,A + Special_LD <= "111"; + TStates <= "101"; +-- 16 BIT LOAD GROUP + when "01001011"|"01011011"|"01101011"|"01111011" => + -- LD dd,(nn) + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + when 4 => + Read_To_Reg <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusA_To <= "1000"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusA_To(0) <= '1'; + end if; + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + when 5 => + Read_To_Reg <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusA_To <= "1001"; + else + Set_BusA_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusA_To(0) <= '0'; + end if; + when others => null; + end case; + when "01000011"|"01010011"|"01100011"|"01110011" => + -- LD (nn),dd + MCycles <= "101"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Inc_PC <= '1'; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Set_Addr_To <= aZI; + Inc_PC <= '1'; + LDW <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusB_To <= "1000"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 4 => + Inc_WZ <= '1'; + Set_Addr_To <= aZI; + Write <= '1'; + if IR(5 downto 4) = "11" then + Set_BusB_To <= "1001"; + else + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '0'; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + when 5 => + Write <= '1'; + when others => null; + end case; + when "10100000" | "10101000" | "10110000" | "10111000" => + -- LDI, LDD, LDIR, LDDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + IncDec_16 <= "1100"; -- BC + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "0000"; + Set_Addr_To <= aDE; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0110"; -- IX + else + IncDec_16 <= "1110"; + end if; + when 3 => + I_BT <= '1'; + TStates <= "101"; + Write <= '1'; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0101"; -- DE + else + IncDec_16 <= "1101"; + end if; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "10100001" | "10101001" | "10110001" | "10111001" => + -- CPI, CPD, CPIR, CPDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aXY; + IncDec_16 <= "1100"; -- BC + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "0111"; + Save_ALU <= '1'; + PreserveC <= '1'; + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0110"; + else + IncDec_16 <= "1110"; + end if; + when 3 => + NoRead <= '1'; + I_BC <= '1'; + TStates <= "101"; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "01000100"|"01001100"|"01010100"|"01011100"|"01100100"|"01101100"|"01110100"|"01111100" => + -- NEG + Alu_OP <= "0010"; 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+ Set_BusB_To(0) <= '0'; + when others => + Set_BusB_To <= "1001"; + end case; + when others => + end case; + when "01000010"|"01010010"|"01100010"|"01110010" => + -- SBC HL,ss + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + NoRead <= '1'; + ALU_Op <= "0011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "101"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + Set_BusB_To(0) <= '1'; + when others => + Set_BusB_To <= "1000"; + end case; + TStates <= "100"; + when 3 => + NoRead <= '1'; + ALU_Op <= "0011"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "100"; + case to_integer(unsigned(IR(5 downto 4))) is + when 0|1|2 => + Set_BusB_To(2 downto 1) <= IR(5 downto 4); + when others => + Set_BusB_To <= "1001"; + end case; + when others => + end case; + when "01101111" => + -- RLD + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + NoRead <= '1'; + Set_Addr_To <= aXY; + when 3 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= "110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "1101"; + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + Save_ALU <= '1'; + when 4 => + I_RLD <= '1'; + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "01100111" => + -- RRD + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 2 => + Set_Addr_To <= aXY; + when 3 => + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= "110"; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= "111"; + ALU_Op <= "1110"; + TStates <= "100"; + Set_Addr_To <= aXY; + Save_ALU <= '1'; + when 4 => + I_RRD <= '1'; + Write <= '1'; + when others => + end case; + when "01000101"|"01001101"|"01010101"|"01011101"|"01100101"|"01101101"|"01110101"|"01111101" => + -- RETI, RETN + MCycles <= "011"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_TO <= aSP; + when 2 => + IncDec_16 <= "0111"; + Set_Addr_To <= aSP; + LDZ <= '1'; + when 3 => + Jump <= '1'; + IncDec_16 <= "0111"; + I_RETN <= '1'; + when others => null; + end case; + when "01000000"|"01001000"|"01010000"|"01011000"|"01100000"|"01101000"|"01110000"|"01111000" => + -- IN r,(C) + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + when 2 => + IORQ <= '1'; + if IR(5 downto 3) /= "110" then + Read_To_Reg <= '1'; + Set_BusA_To(2 downto 0) <= IR(5 downto 3); + end if; + I_INRC <= '1'; + when others => + end case; + when "01000001"|"01001001"|"01010001"|"01011001"|"01100001"|"01101001"|"01110001"|"01111001" => + -- OUT (C),r + -- OUT (C),0 + MCycles <= "010"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= IR(5 downto 3); + if IR(5 downto 3) = "110" then + Set_BusB_To(3) <= '1'; + end if; + when 2 => + Write <= '1'; + IORQ <= '1'; + when others => + end case; + when "10100010" | "10101010" | "10110010" | "10111010" => + -- INI, IND, INIR, INDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + Set_Addr_To <= aBC; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + IORQ <= '1'; + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_Addr_To <= aXY; + when 3 => + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0010"; + else + IncDec_16 <= "1010"; + end if; + TStates <= "100"; + Write <= '1'; + I_BTR <= '1'; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + when "10100011" | "10101011" | "10110011" | "10111011" => + -- OUTI, OUTD, OTIR, OTDR + MCycles <= "100"; + case to_integer(unsigned(MCycle)) is + when 1 => + TStates <= "101"; + Set_Addr_To <= aXY; + Set_BusB_To <= "1010"; + Set_BusA_To <= "0000"; + Read_To_Reg <= '1'; + Save_ALU <= '1'; + ALU_Op <= "0010"; + when 2 => + Set_BusB_To <= "0110"; + Set_Addr_To <= aBC; + when 3 => + if IR(3) = '0' then + IncDec_16 <= "0010"; + else + IncDec_16 <= "1010"; + end if; + IORQ <= '1'; + Write <= '1'; + I_BTR <= '1'; + when 4 => + NoRead <= '1'; + TStates <= "101"; + when others => null; + end case; + end case; + + end case; + + if Mode = 1 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "011"; + end if; + end if; + + if Mode = 3 then + if MCycle = "001" then +-- TStates <= "100"; + else + TStates <= "100"; + end if; + end if; + + if Mode < 2 then + if MCycle = "110" then + Inc_PC <= '1'; + if Mode = 1 then + Set_Addr_To <= aXY; + TStates <= "100"; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + end if; + if IRB = "00110110" or IRB = "11001011" then + Set_Addr_To <= aNone; + end if; + end if; + if MCycle = "111" then + if Mode = 0 then + TStates <= "101"; + end if; + if ISet /= "01" then + Set_Addr_To <= aXY; + end if; + Set_BusB_To(2 downto 0) <= SSS; + Set_BusB_To(3) <= '0'; + if IRB = "00110110" or ISet = "01" then + -- LD (HL),n + Inc_PC <= '1'; + else + NoRead <= '1'; + end if; + end if; + end if; + + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd new file mode 100644 index 00000000..ac7d34da --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Pack.vhd @@ -0,0 +1,208 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; + +package T80_Pack is + + component T80 + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + IOWait : integer := 0; -- 1 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + IORQ : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DInst : in std_logic_vector(7 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0); + MC : out std_logic_vector(2 downto 0); + TS : out std_logic_vector(2 downto 0); + IntCycle_n : out std_logic; + IntE : out std_logic; + Stop : out std_logic + ); + end component; + + component T80_Reg + port( + Clk : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WEH : in std_logic; + WEL : in std_logic; + AddrA : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrB : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrC : in std_logic_vector(2 downto 0); + DIH : in std_logic_vector(7 downto 0); + DIL : in std_logic_vector(7 downto 0); + DOAH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOAL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCL : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); + end component; + + component T80_MCode + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + IR : in std_logic_vector(7 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + MCycle : in std_logic_vector(2 downto 0); + F : in std_logic_vector(7 downto 0); + NMICycle : in std_logic; + IntCycle : in std_logic; + MCycles : out std_logic_vector(2 downto 0); + TStates : out std_logic_vector(2 downto 0); + Prefix : out std_logic_vector(1 downto 0); -- None,BC,ED,DD/FD + Inc_PC : out std_logic; + Inc_WZ : out std_logic; + IncDec_16 : out std_logic_vector(3 downto 0); -- BC,DE,HL,SP 0 is inc + Read_To_Reg : out std_logic; + Read_To_Acc : out std_logic; + Set_BusA_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI/DB,A,SP(L),SP(M),0,F + Set_BusB_To : out std_logic_vector(3 downto 0); -- B,C,D,E,H,L,DI,A,SP(L),SP(M),1,F,PC(L),PC(M),0 + ALU_Op : out std_logic_vector(3 downto 0); + -- ADD, ADC, SUB, SBC, AND, XOR, OR, CP, ROT, BIT, SET, RES, DAA, RLD, RRD, None + Save_ALU : out std_logic; + PreserveC : out std_logic; + Arith16 : out std_logic; + Set_Addr_To : out std_logic_vector(2 downto 0); -- aNone,aXY,aIOA,aSP,aBC,aDE,aZI + IORQ : out std_logic; + Jump : out std_logic; + JumpE : out std_logic; + JumpXY : out std_logic; + Call : out std_logic; + RstP : out std_logic; + LDZ : out std_logic; + LDW : out std_logic; + LDSPHL : out std_logic; + Special_LD : out std_logic_vector(2 downto 0); -- A,I;A,R;I,A;R,A;None + ExchangeDH : out std_logic; + ExchangeRp : out std_logic; + ExchangeAF : out std_logic; + ExchangeRS : out std_logic; + I_DJNZ : out std_logic; + I_CPL : out std_logic; + I_CCF : out std_logic; + I_SCF : out std_logic; + I_RETN : out std_logic; + I_BT : out std_logic; + I_BC : out std_logic; + I_BTR : out std_logic; + I_RLD : out std_logic; + I_RRD : out std_logic; + I_INRC : out std_logic; + SetDI : out std_logic; + SetEI : out std_logic; + IMode : out std_logic_vector(1 downto 0); + Halt : out std_logic; + NoRead : out std_logic; + Write : out std_logic + ); + end component; + + component T80_ALU + generic( + Mode : integer := 0; + Flag_C : integer := 0; + Flag_N : integer := 1; + Flag_P : integer := 2; + Flag_X : integer := 3; + Flag_H : integer := 4; + Flag_Y : integer := 5; + Flag_Z : integer := 6; + Flag_S : integer := 7 + ); + port( + Arith16 : in std_logic; + Z16 : in std_logic; + ALU_Op : in std_logic_vector(3 downto 0); + IR : in std_logic_vector(5 downto 0); + ISet : in std_logic_vector(1 downto 0); + BusA : in std_logic_vector(7 downto 0); + BusB : in std_logic_vector(7 downto 0); + F_In : in std_logic_vector(7 downto 0); + Q : out std_logic_vector(7 downto 0); + F_Out : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); + end component; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd new file mode 100644 index 00000000..828485fb --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80_Reg.vhd @@ -0,0 +1,105 @@ +-- +-- T80 Registers, technology independent +-- +-- Version : 0244 +-- +-- Copyright (c) 2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t51/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0242 : Initial release +-- +-- 0244 : Changed to single register file +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; + +entity T80_Reg is + port( + Clk : in std_logic; + CEN : in std_logic; + WEH : in std_logic; + WEL : in std_logic; + AddrA : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrB : in std_logic_vector(2 downto 0); + AddrC : in std_logic_vector(2 downto 0); + DIH : in std_logic_vector(7 downto 0); + DIL : in std_logic_vector(7 downto 0); + DOAH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOAL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOBL : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCH : out std_logic_vector(7 downto 0); + DOCL : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80_Reg; + +architecture rtl of T80_Reg is + + type Register_Image is array (natural range <>) of std_logic_vector(7 downto 0); + signal RegsH : Register_Image(0 to 7); + signal RegsL : Register_Image(0 to 7); + +begin + + process (Clk) + begin + if Clk'event and Clk = '1' then + if CEN = '1' then + if WEH = '1' then + RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIH; + end if; + if WEL = '1' then + RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))) <= DIL; + end if; + end if; + end if; + end process; + + DOAH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOAL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrA))); + DOBH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOBL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrB))); + DOCH <= RegsH(to_integer(unsigned(AddrC))); + DOCL <= RegsL(to_integer(unsigned(AddrC))); + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80s.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80s.vhd new file mode 100644 index 00000000..5b612110 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/T80/T80s.vhd @@ -0,0 +1,190 @@ +-- +-- Z80 compatible microprocessor core, synchronous top level +-- Different timing than the original z80 +-- Inputs needs to be synchronous and outputs may glitch +-- +-- Version : 0242 +-- +-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org) +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- Please report bugs to the author, but before you do so, please +-- make sure that this is not a derivative work and that +-- you have the latest version of this file. +-- +-- The latest version of this file can be found at: +-- http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/ +-- +-- Limitations : +-- +-- File history : +-- +-- 0208 : First complete release +-- +-- 0210 : Fixed read with wait +-- +-- 0211 : Fixed interrupt cycle +-- +-- 0235 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0236 : Added T2Write generic +-- +-- 0237 : Fixed T2Write with wait state +-- +-- 0238 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0240 : Updated for T80 interface change +-- +-- 0242 : Updated for T80 interface change +-- + +library IEEE; +use IEEE.std_logic_1164.all; +use IEEE.numeric_std.all; +use work.T80_Pack.all; + +entity T80s is + generic( + Mode : integer := 0; -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB + T2Write : integer := 0; -- 0 => WR_n active in T3, /=0 => WR_n active in T2 + IOWait : integer := 1 -- 0 => Single cycle I/O, 1 => Std I/O cycle + ); + port( + RESET_n : in std_logic; + CLK_n : in std_logic; + WAIT_n : in std_logic; + INT_n : in std_logic; + NMI_n : in std_logic; + BUSRQ_n : in std_logic; + M1_n : out std_logic; + MREQ_n : out std_logic; + IORQ_n : out std_logic; + RD_n : out std_logic; + WR_n : out std_logic; + RFSH_n : out std_logic; + HALT_n : out std_logic; + BUSAK_n : out std_logic; + A : out std_logic_vector(15 downto 0); + DI : in std_logic_vector(7 downto 0); + DO : out std_logic_vector(7 downto 0) + ); +end T80s; + +architecture rtl of T80s is + + signal CEN : std_logic; + signal IntCycle_n : std_logic; + signal NoRead : std_logic; + signal Write : std_logic; + signal IORQ : std_logic; + signal DI_Reg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal MCycle : std_logic_vector(2 downto 0); + signal TState : std_logic_vector(2 downto 0); + +begin + + CEN <= '1'; + + u0 : T80 + generic map( + Mode => Mode, + IOWait => IOWait) + port map( + CEN => CEN, + M1_n => M1_n, + IORQ => IORQ, + NoRead => NoRead, + Write => Write, + RFSH_n => RFSH_n, + HALT_n => HALT_n, + WAIT_n => Wait_n, + INT_n => INT_n, + NMI_n => NMI_n, + RESET_n => RESET_n, + BUSRQ_n => BUSRQ_n, + BUSAK_n => BUSAK_n, + CLK_n => CLK_n, + A => A, + DInst => DI, + DI => DI_Reg, + DO => DO, + MC => MCycle, + TS => TState, + IntCycle_n => IntCycle_n); + + process (RESET_n, CLK_n) + begin + if RESET_n = '0' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + DI_Reg <= "00000000"; + elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then + RD_n <= '1'; + WR_n <= '1'; + IORQ_n <= '1'; + MREQ_n <= '1'; + if MCycle = "001" then + if TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0') then + RD_n <= not IntCycle_n; + MREQ_n <= not IntCycle_n; + IORQ_n <= IntCycle_n; + end if; + if TState = "011" then + MREQ_n <= '0'; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and NoRead = '0' and Write = '0' then + RD_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + if T2Write = 0 then + if TState = "010" and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + else + if (TState = "001" or (TState = "010" and Wait_n = '0')) and Write = '1' then + WR_n <= '0'; + IORQ_n <= not IORQ; + MREQ_n <= IORQ; + end if; + end if; + end if; + if TState = "010" and Wait_n = '1' then + DI_Reg <= DI; + end if; + end if; + end process; + +end; diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.sv b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.sv new file mode 100644 index 00000000..48f7bab6 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.sv @@ -0,0 +1,2 @@ +`define BUILD_DATE "190908" +`define BUILD_TIME "174718" diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.tcl b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.tcl new file mode 100644 index 00000000..be673dac --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/build_id.tcl @@ -0,0 +1,35 @@ +# ================================================================================ +# +# Build ID Verilog Module Script +# Jeff Wiencrot - 8/1/2011 +# +# Generates a Verilog module that contains a timestamp, +# from the current build. These values are available from the build_date, build_time, +# physical_address, and host_name output ports of the build_id module in the build_id.v +# Verilog source file. +# +# ================================================================================ + +proc generateBuildID_Verilog {} { + + # Get the timestamp (see: http://www.altera.com/support/examples/tcl/tcl-date-time-stamp.html) + set buildDate [ clock format [ clock seconds ] -format %y%m%d ] + set buildTime [ clock format [ clock seconds ] -format %H%M%S ] + + # Create a Verilog file for output + set outputFileName "rtl/build_id.sv" + set outputFile [open $outputFileName "w"] + + # Output the Verilog source + puts $outputFile "`define BUILD_DATE \"$buildDate\"" + puts $outputFile "`define BUILD_TIME \"$buildTime\"" + close $outputFile + + # Send confirmation message to the Messages window + post_message "Generated build identification Verilog module: [pwd]/$outputFileName" + post_message "Date: $buildDate" + post_message "Time: $buildTime" +} + +# Comment out this line to prevent the process from automatically executing when the file is sourced: +generateBuildID_Verilog \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/gen_ram.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/gen_ram.vhd new file mode 100644 index 00000000..f1a95608 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/gen_ram.vhd @@ -0,0 +1,84 @@ +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- Syntiac's generic VHDL support files. +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Copyright 2005-2008 by Peter Wendrich (pwsoft@syntiac.com) +-- http://www.syntiac.com/fpga64.html +-- +-- Modified April 2016 by Dar (darfpga@aol.fr) +-- http://darfpga.blogspot.fr +-- Remove address register when writing +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- gen_rwram.vhd +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- +-- generic ram. +-- +-- ----------------------------------------------------------------------- + +library IEEE; +use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; +use IEEE.numeric_std.ALL; + +-- ----------------------------------------------------------------------- + +entity gen_ram is + generic ( + dWidth : integer := 8; + aWidth : integer := 10 + ); + port ( + clk : in std_logic; + we : in std_logic; + addr : in std_logic_vector((aWidth-1) downto 0); + d : in std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); + q : out std_logic_vector((dWidth-1) downto 0) + ); +end entity; + +-- ----------------------------------------------------------------------- + +architecture rtl of gen_ram is + subtype addressRange is integer range 0 to ((2**aWidth)-1); + type ramDef is array(addressRange) of std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); + signal ram: ramDef; + + signal rAddrReg : std_logic_vector((aWidth-1) downto 0); + signal qReg : std_logic_vector((dWidth-1) downto 0); +begin +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Signals to entity interface +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- q <= qReg; + +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Memory write +-- ----------------------------------------------------------------------- + process(clk) + begin + if rising_edge(clk) then + if we = '1' then + ram(to_integer(unsigned(addr))) <= d; + end if; + end if; + end process; + +-- ----------------------------------------------------------------------- +-- Memory read +-- ----------------------------------------------------------------------- +process(clk) + begin + if rising_edge(clk) then +-- qReg <= ram(to_integer(unsigned(rAddrReg))); +-- rAddrReg <= addr; +---- qReg <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); + end if; + end process; +--q <= ram(to_integer(unsigned(addr))); +end architecture; + diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/pll.v b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/pll.v new file mode 100644 index 00000000..2e2b720e --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/pll.v @@ -0,0 +1,393 @@ +// megafunction wizard: %ALTPLL% +// GENERATION: STANDARD +// VERSION: WM1.0 +// MODULE: altpll + +// ============================================================ +// File Name: pll.v +// Megafunction Name(s): +// altpll +// +// Simulation Library Files(s): +// altera_mf +// ============================================================ +// ************************************************************ +// THIS IS A WIZARD-GENERATED FILE. DO NOT EDIT THIS FILE! +// +// 13.1.4 Build 182 03/12/2014 SJ Web Edition +// ************************************************************ + + +//Copyright (C) 1991-2014 Altera Corporation +//Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions +//and other software and tools, and its AMPP partner logic +//functions, and any output files from any of the foregoing +//(including device programming or simulation files), and any +//associated documentation or information are expressly subject +//to the terms and conditions of the Altera Program License +//Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License +//Agreement, or other applicable license agreement, including, +//without limitation, that your use is for the sole purpose of +//programming logic devices manufactured by Altera and sold by +//Altera or its authorized distributors. Please refer to the +//applicable agreement for further details. + + +// synopsys translate_off +`timescale 1 ps / 1 ps +// synopsys translate_on +module pll ( + inclk0, + c0, + c1, + c2, + c3, + locked); + + input inclk0; + output c0; + output c1; + output c2; + output c3; + output locked; + + wire [4:0] sub_wire0; + wire sub_wire3; + wire [0:0] sub_wire8 = 1'h0; + wire [2:2] sub_wire5 = sub_wire0[2:2]; + wire [0:0] sub_wire4 = sub_wire0[0:0]; + wire [3:3] sub_wire2 = sub_wire0[3:3]; + wire [1:1] sub_wire1 = sub_wire0[1:1]; + wire c1 = sub_wire1; + wire c3 = sub_wire2; + wire locked = sub_wire3; + wire c0 = sub_wire4; + wire c2 = sub_wire5; + wire sub_wire6 = inclk0; + wire [1:0] sub_wire7 = {sub_wire8, sub_wire6}; + + altpll altpll_component ( + .inclk (sub_wire7), + .clk (sub_wire0), + .locked (sub_wire3), + .activeclock (), + .areset (1'b0), + .clkbad (), + .clkena ({6{1'b1}}), + .clkloss (), + .clkswitch (1'b0), + .configupdate (1'b0), + .enable0 (), + .enable1 (), + .extclk (), + .extclkena ({4{1'b1}}), + .fbin (1'b1), + .fbmimicbidir (), + .fbout (), + .fref (), + .icdrclk (), + .pfdena (1'b1), + .phasecounterselect ({4{1'b1}}), + .phasedone (), + .phasestep (1'b1), + .phaseupdown (1'b1), + .pllena (1'b1), + .scanaclr (1'b0), + .scanclk (1'b0), + .scanclkena (1'b1), + .scandata (1'b0), + .scandataout (), + .scandone (), + .scanread (1'b0), + .scanwrite (1'b0), + .sclkout0 (), + .sclkout1 (), + .vcooverrange (), + .vcounderrange ()); + defparam + altpll_component.bandwidth_type = "AUTO", + altpll_component.clk0_divide_by = 26, + altpll_component.clk0_duty_cycle = 50, + altpll_component.clk0_multiply_by = 47, + altpll_component.clk0_phase_shift = "0", + altpll_component.clk1_divide_by = 104, + altpll_component.clk1_duty_cycle = 50, + altpll_component.clk1_multiply_by = 47, + altpll_component.clk1_phase_shift = "0", + altpll_component.clk2_divide_by = 208, + altpll_component.clk2_duty_cycle = 50, + altpll_component.clk2_multiply_by = 47, + altpll_component.clk2_phase_shift = "0", + altpll_component.clk3_divide_by = 18, + altpll_component.clk3_duty_cycle = 50, + altpll_component.clk3_multiply_by = 1, + altpll_component.clk3_phase_shift = "0", + altpll_component.compensate_clock = "CLK0", + altpll_component.inclk0_input_frequency = 37037, + altpll_component.intended_device_family = "Cyclone III", + altpll_component.lpm_hint = "CBX_MODULE_PREFIX=pll", + altpll_component.lpm_type = "altpll", + altpll_component.operation_mode = "NORMAL", + altpll_component.pll_type = "AUTO", + altpll_component.port_activeclock = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_areset = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_clkbad0 = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_clkbad1 = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_clkloss = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_clkswitch = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_configupdate = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_fbin = "PORT_UNUSED", + altpll_component.port_inclk0 = "PORT_USED", + 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-- 4800-4fff + cpu_rom_do when "01010", -- 5000-57ff + cpu_rom_do when "01011", -- 5800-5fff + cpu_rom_do when "01100", -- 6000-67ff + cpu_rom_do when "01101", -- 6800-6fff + cpu_rom_do when "01110", -- 7000-77ff + cpu_rom_do when "01111", -- 7800-7fff + wram1_do when "10000", -- 8000-87ff (ram only at 8000-83ff) scratchpad RAM. + big_sprite_ram_do when "10001", -- 8800-8fff (ram only at 8800-88ff) 256 bytes Bigsprite RAM. + tile_ram_do when "10010", -- 9000-97ff (ram only at 9000-93ff) 1k screen RAM. + color_ram_do when "10011", -- 9800-9fff (ram only at 9800-9bff) Column smooth scroll position. Corresponds to each char column. + player1 when "10100", -- a000 + player2 when "10101", -- a800 + "00000000" when "10110", -- b000 - dip switch (upright cabinet) + hlp when "10111", -- b800 --dip2 + "00000000" when others; + +cpu_di <= ym_8910_data when cpu_iorq_n = '0' else cpu_di_mem; +--101110 00000 00000 +--101110 00100 00000 + +process (clock_12) +begin + if cpu_addr(15 downto 11) = "10111" and cpu_addr(7) = '0' then + hlp <= "0000" & start2 & start1 & "00"; + else + hlp <= coins; + end if; +end process; + +------------------------------------------------------ +-- big_sprite_registers (ckong) +------------------------------------------------------ +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if cpu_wr_n = '0' and cpu_mreq_n ='0' then + if cpu_addr = X"98FD" then attr_big_sprite <= cpu_do(5 downto 0); end if; + if cpu_addr = X"98FE" then y_big_sprite <= cpu_do; end if; + if cpu_addr = X"98FF" then x_big_sprite <= cpu_do; end if; + end if; + end if; +end process; + +------------------------------------------------------ +-- cpu addressing mode for color ram 98XX (ckong) +------------------------------------------------------ +cpu_addr_mod <= cpu_addr(10 downto 6) & cpu_addr(4 downto 0); + +------------------------------------- +-- color ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + color_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "10"; -- y sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= "00000" & x_tile;-- bg scroll column -- ckong (color ram 000-01f) + end if; + if ena_pixel = '1' then y_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "010" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "01"; -- color sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= '1' & y_line_shift(7 downto 4) & x_tile; -- color background -- ckong (color ram 040-05f) + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp_bg <= color_ram_do; end if; + + when "100" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "00"; -- tile sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= (others => '0'); + end if; + if ena_pixel = '1' then attr_sp <= color_ram_do; end if; + + when "110" => + if is_sprite = '1' then + color_ram_addr <= "00010" & sprite & "11"; -- x sprite -- ckong (color ram 040-05f) + else + color_ram_addr <= (others => '0'); + end if; + if ena_pixel = '1' then x_sprite <= color_ram_do; end if; + + when others => + color_ram_addr <= cpu_addr_mod;--(9 downto 0); + color_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and color_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- tile ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + tile_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "100" => + tile_ram_addr <= y_line_shift(7 downto 3) & x_tile;-- bg tile code + + when others => + tile_ram_addr <= cpu_addr(9 downto 0); + tile_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and tile_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- tile graph rom addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + case x_pixel is + + when "100" => + if ena_pixel = '1' then + bg_tile_code <= tile_ram_do; + end if; + + when "110" => + if is_sprite = '1' then + case attr_sp(7 downto 6) is + when "00" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "00000"); + when "01" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "01000"); + when "10" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "10111"); + when "11" => tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & attr_sp(5 downto 0) & ((y_line_shift(3) & x_tile(0) & y_line_shift(2 downto 0)) xor "11111"); + end case; + else + if attr_sp_bg(7) = '0' then + tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & bg_tile_code & y_line_shift(2 downto 0); + else + tile_graph_rom_addr <= attr_sp_bg(4) & attr_sp_bg(5) & bg_tile_code & not(y_line_shift(2 downto 0)); + end if; + end if; + + when "111" => + if ena_pixel = '1' then + tile_graph1_r <= tile_graph_rom_bit0_do; + tile_graph2_r <= tile_graph_rom_bit1_do; + tile_graph3_r <= tile_graph_rom_bit2_do; + tile_color_r <= attr_sp_bg(3 downto 0); + + if (is_sprite = '1' and attr_sp(6) = '1') or (is_sprite = '0' and attr_sp_bg(6) = '1' ) then + for i in 0 to 7 loop + tile_graph1_r(i) <= tile_graph_rom_bit0_do(7-i); + tile_graph2_r(i) <= tile_graph_rom_bit1_do(7-i); + tile_graph3_r(i) <= tile_graph_rom_bit2_do(7-i); + end loop; + end if; + + is_sprite_r <= is_sprite; + + keep_sprite <= '0'; + if (y_line_shift(7 downto 4) = "1111") and (x_sprite /= X"00") and (y_sp_bg /= X"00") then + keep_sprite <= '1'; + end if; + + end if; + + when others => null; + + end case; + end if; +end process; + +-------------------------------- +-- sprite/ big sprite y position +-------------------------------- +y_line <= y_tile & y_pixel; +y_line_shift <= std_logic_vector(unsigned(y_line) + unsigned(y_sp_bg) + 1); +y_line_big_sprite_shift <= std_logic_vector(unsigned(y_line) + unsigned(y_big_sprite) + 1); + +------------------------------------------ +-- read/write sprite line-memory addresing +------------------------------------------ +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + + if ena_pixel = '1' then + addr_ram_sprite <= addr_ram_sprite + '1'; + end if; + + if is_sprite = '1' and x_pixel = "111" and ena_pixel = '1' and x_tile(0) = '0' then + addr_ram_sprite <= '0' & x_sprite; + end if; + + if is_sprite = '0' and x_pixel = "111" and ena_pixel = '1' and x_tile = "00000" then + addr_ram_sprite <= "000000001"; + end if; + + end if; +end process; + +------------------------------------- +-- read/write sprite line-memory data +------------------------------------- +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if ena_pixel = '0' then + sprite_pixel_color <= ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))); + else + if sprite_pixel_color(1 downto 0) = "00" then + pixel_color_r <= pixel_color; + else + pixel_color_r <= sprite_pixel_color; + end if; + + if is_sprite_r = '1' then + if (keep_sprite = '1') and (addr_ram_sprite(8) = '0') then + if sprite_pixel_color(1 downto 0) = "00" then + ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= pixel_color; + else + ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= sprite_pixel_color; + end if; + + end if; + else + ram_sprite(to_integer(unsigned(addr_ram_sprite))) <= (others => '0'); + end if; + end if; + end if; +end process; + +----------------------------------------------------------------- +-- serialize background/sprite graph to pixel + concatenate color +----------------------------------------------------------------- +pixel_color <= '0' & tile_color_r & + tile_graph1_r(to_integer(unsigned(not x_pixel))) & + tile_graph2_r(to_integer(unsigned(not x_pixel))) & + tile_graph3_r(to_integer(unsigned(not x_pixel))); + +------------------------------------- +-- select big sprite ram tile address +------------------------------------- +with attr_big_sprite(5 downto 4) select +xy_big_sprite <= y_line_big_sprite_shift(6 downto 3) & not(x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "01", + not (y_line_big_sprite_shift(6 downto 3)) & not(x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "11", + y_line_big_sprite_shift(6 downto 3) & (x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when "00", + not (y_line_big_sprite_shift(6 downto 3)) & (x_big_sprite_counter(6 downto 3)) when others; + +---------------------------------------- +-- select big sprite graphic rom address +---------------------------------------- +with attr_big_sprite(5) select +big_sprite_tile_rom_addr <= '0' & big_sprite_tile_code_r & y_line_big_sprite_shift(2 downto 0) when '0', + '0' & big_sprite_tile_code_r & not (y_line_big_sprite_shift(2 downto 0)) when others; + +------------------------------------- +-- big sprite ram addressing scheme +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + big_sprite_ram_we <= '0'; + case x_pixel is + + when "000" => + big_sprite_ram_addr <= "0000" & xy_big_sprite; + if ena_pixel = '1' then + big_sprite_tile_code <= big_sprite_ram_do; + end if; + + when others => + big_sprite_ram_addr <= cpu_addr(11 downto 0); + big_sprite_ram_we <= not(cpu_wr_n) and not(cpu_mreq_n) and big_sprite_ram_cs; + + end case; + end if; +end process; + +------------------------------------ +-- big sprite tile graph rom reading +------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + + if ena_pixel = '1' then + x_big_sprite_counter <= x_big_sprite_counter + '1'; + end if; + + if is_sprite = '1' and sprite = "110" and ena_pixel = '1' then + x_big_sprite_counter <= std_logic_vector(to_unsigned(120,8) + unsigned(x_big_sprite and X"F8")); + end if; + + + if x_big_sprite_counter(2 downto 0) = "111" and ena_pixel = '1' then + big_sprite_tile_code_r <= big_sprite_tile_code; + + big_sprite_graph1 <= big_sprite_tile_rom_bit0_do; + big_sprite_graph2 <= big_sprite_tile_rom_bit1_do; + big_sprite_graph3 <= big_sprite_tile_rom_bit2_do; + if attr_big_sprite(4) = '0' then + for i in 0 to 7 loop + big_sprite_graph1(i) <= big_sprite_tile_rom_bit0_do(7-i); + big_sprite_graph2(i) <= big_sprite_tile_rom_bit1_do(7-i); + big_sprite_graph3(i) <= big_sprite_tile_rom_bit2_do(7-i); + end loop; + end if; + + end if; + + end if; +end process; + +----------------------------------------------------------------- +-- serialize big sprite graph to pixel + concatenate color +-- clip big sprite display +----------------------------------------------------------------- +process(clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + if ena_pixel = '1' then + big_sprite_graph1_delay <= big_sprite_graph1_delay(6 downto 0) & big_sprite_graph1(to_integer(unsigned(x_big_sprite_counter(2 downto 0)))); + big_sprite_graph2_delay <= big_sprite_graph2_delay(6 downto 0) & big_sprite_graph2(to_integer(unsigned(x_big_sprite_counter(2 downto 0)))); + big_sprite_graph3_delay <= big_sprite_graph3_delay(6 downto 0) & big_sprite_graph3(to_integer(unsigned(x_big_sprite_counter(2 downto 0)))); + end if; + end if; +end process; + +big_sprite_pixel_color <= '0' & attr_big_sprite(2 downto 0) & + big_sprite_graph1_delay(to_integer(unsigned(not x_big_sprite(2 downto 0)))) & + big_sprite_graph2_delay(to_integer(unsigned(not x_big_sprite(2 downto 0)))) & + big_sprite_graph3_delay(to_integer(unsigned(not x_big_sprite(2 downto 0)))) ; + +process (clock_12) +begin + if rising_edge(clock_12) then + big_sprite_pixel_color_r <= big_sprite_pixel_color; + + if big_sprite_pixel_color_r(1 downto 0) /= "00" and y_line_big_sprite_shift(7) = '1' and + x_big_sprite_counter >= (X"1F") and --11111 + x_big_sprite_counter < (X"9F") then --100111111 + is_big_sprite_on <= '1'; + else + is_big_sprite_on <= '0'; + end if; + end if; +end process; + +-- Sync and video counters +video : entity work.video_gen +port map ( + clock_12 => clock_12, + ena_pixel => ena_pixel, + hsync => hsync, + vsync => vsync, + csync => open, + hblank => hblank, + vblank => vblank, + + is_sprite => is_sprite, + sprite => sprite, + x_tile => x_tile, + y_tile => y_tile, + x_pixel => x_pixel, + y_pixel => y_pixel, + + cpu_clock => cpu_clock +); + +-- sprite palette rom +palette1 : entity work.swimmer_palette1 +port map ( + addr => pixel_color_r, + clk => clock_12, + data => do_palette1 +); + +palette2 : entity work.swimmer_palette2 +port map ( + addr => pixel_color_r, + clk => clock_12, + data => do_palette2 +); + +-- big sprite palette rom +big_sprite_palette : entity work.swimmer_big_sprite_palette +port map ( + addr => big_sprite_pixel_color_r(4 downto 0), + clk => clock_12, + data => do_big_sprite_palette +); + +-- Z80 +Z80 : entity work.T80s +generic map(Mode => 0, T2Write => 1, IOWait => 1) +port map( + RESET_n => reset_n, + CLK_n => cpu_clock, + WAIT_n => '1', + INT_n => '1', + NMI_n => cpu_int_n, + BUSRQ_n => '1', + M1_n => cpu_m1_n, + MREQ_n => cpu_mreq_n, + IORQ_n => cpu_iorq_n, + RD_n => open, + WR_n => cpu_wr_n, + RFSH_n => open, + HALT_n => open, + BUSAK_n => open, + A => cpu_addr, + DI => cpu_di, + DO => cpu_do +); + + +cpu_rom_addr <= cpu_addr(14 downto 0); +cpu_rom_rd <= not cpu_addr(15); + +wram1 : entity work.gen_ram +generic map( dWidth => 8, aWidth => 11) +port map( + clk => clock_12n, + we => wram1_we, + addr => cpu_addr( 10 downto 0), + d => cpu_do, + q => wram1_do +); + + +tile_ram : entity work.gen_ram +generic map( dWidth => 8, aWidth => 10) +port map( + clk => clock_12n, + we => tile_ram_we, + addr => tile_ram_addr, + d => cpu_do, + q => tile_ram_do +); + +color_ram : entity work.gen_ram +generic map( dWidth => 8, aWidth => 10) +port map( + clk => clock_12n, + we => color_ram_we, + addr => color_ram_addr, + d => cpu_do, + q => color_ram_do +); + +big_sprite_tile_ram : entity work.gen_ram +generic map( dWidth => 8, aWidth => 8) +port map( + clk => clock_12n, + we => big_sprite_ram_we, + addr => big_sprite_ram_addr(7 downto 0), + d => cpu_do, + q => big_sprite_ram_do +); + +-- sprite and background graphics rom +tile_graph_rom_addr_mod <= tile_graph_rom_addr(12) & tile_graph_rom_addr(10 downto 0); + +tile_bit0 : entity work.swimmer_tile_bit0 +port map ( + addr => tile_graph_rom_addr_mod, + clk => clock_12n, + data => tile_graph_rom_bit0_do +); + +-- sprite and background graphics rom +tile_bit1 : entity work.swimmer_tile_bit1 +port map ( + addr => tile_graph_rom_addr_mod, + clk => clock_12n, + data => tile_graph_rom_bit1_do +); + +tile_bit2 : entity work.swimmer_tile_bit2 +port map ( + addr => tile_graph_rom_addr_mod, + clk => clock_12n, + data => tile_graph_rom_bit2_do +); + +-- big sprite graphics rom +big_sprite_tile_bit0 : entity work.swimmer_big_sprite_tile_bit0 +port map ( + addr => big_sprite_tile_rom_addr, + clk => clock_12n, + data => big_sprite_tile_rom_bit0_do +); + +-- big sprite graphics rom +big_sprite_tile_bit1 : entity work.swimmer_big_sprite_tile_bit1 +port map ( + addr => big_sprite_tile_rom_addr, + clk => clock_12n, + data => big_sprite_tile_rom_bit1_do +); + +big_sprite_tile_bit2 : entity work.swimmer_big_sprite_tile_bit2 +port map ( + addr => big_sprite_tile_rom_addr, + clk => clock_12n, + data => big_sprite_tile_rom_bit2_do +); + +-- sound +swimmer_sound : entity work.swimmer_sound +port map ( + RESETn => reset_n, + cpu_clock => cpu_clock, + clock_1_5mhz => clock_1p5, + audio => audio_out, + WR5n => reg5_we_n, + dat_i => cpu_do, + dat_o => ym_8910_data +); + +--cclimber_sound : entity work.crazy_climber_sound +--port map( +-- cpu_clock => cpu_clock, +-- cpu_addr => cpu_addr, +-- cpu_data => cpu_do, +-- cpu_iorq_n => cpu_iorq_n, +-- reg4_we_n => reg4_we_n, +-- reg5_we_n => reg5_we_n, +-- reg6_we_n => reg6_we_n, +-- ym_2149_data => ym_8910_data, +-- sound_sample => audio_out +--); +------------------------------------------ +end architecture; \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/video_gen.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/video_gen.vhd new file mode 100644 index 00000000..2abe45d1 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/video_gen.vhd @@ -0,0 +1,131 @@ +--------------------------------------------------------------------------------- +-- Video generator - Dar - Feb 2014 +--------------------------------------------------------------------------------- +library ieee; +use ieee.std_logic_1164.all,ieee.numeric_std.all; + +entity video_gen is +port( + clock_12 : in std_logic; + ena_pixel : in std_logic; + hsync : out std_logic; + vsync : out std_logic; + csync : out std_logic; + hblank : out std_logic; + vblank : out std_logic; + + is_sprite : out std_logic; + sprite : out std_logic_vector(2 downto 0); + x_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + y_tile : out std_logic_vector(4 downto 0); + x_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + y_pixel : out std_logic_vector(2 downto 0); + + cpu_clock : out std_logic +); +end video_gen; + +architecture struct of video_gen is +signal hcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); +signal vcnt_r : unsigned (8 downto 0) := to_unsigned(511,9); + +signal hsync0 : std_logic; +signal hsync1 : std_logic; +signal hsync2 : std_logic; + +signal enable_clk : std_logic := '0'; + +begin + +cpu_clock <= not hcnt(0); +is_sprite <= not hcnt(8); +sprite <= std_logic_vector(hcnt(6 downto 4)); +x_tile <= std_logic_vector(hcnt(7 downto 3)); +y_tile <= std_logic_vector(vcnt_r(7 downto 3)); +x_pixel <= std_logic_vector(hcnt(2 downto 0)); +y_pixel <= std_logic_vector(vcnt_r(2 downto 0)); + +hsync <= hsync0; + +-- Compteur horizontal : 511-128+1=384 pixels +-- 128 à 175 : 48 pixels fin de ligne +-- 176 à 255 : 80 pixels debut de ligne +-- 256 à 511 : 256 pixels affichés (32 tiles) + +-- Compteur vertical : 511-248+1=264 lignes +-- 496 à 511 : 16 lignes fin de trame +-- 248 à 271 : 24 lignes debut de trame +-- 272 à 495 : 224 lignes affichées (28 tiles) + +-- Synchro horizontale : hcnt=[176 à 207] (32 pixels) +-- Synchro verticale : vcnt=[248 à 255] ( 8 lignes) + +process(clock_12) +begin + + if rising_edge(clock_12) then + +-- enable_clk <= not enable_clk; +-- cpu_clock <= not hcnt(0); + + if ena_pixel = '1' then + + if hcnt = 511 then + hcnt <= to_unsigned (128,9); + vcnt_r <= vcnt; + else + hcnt <= hcnt + 1; + end if; + + if hcnt = 175 then + if vcnt = 511 then + vcnt <= to_unsigned(248,9); + else + vcnt <= vcnt + 1; + end if; + end if; + + if hcnt = (175+ 0) then hsync0 <= '0'; + elsif hcnt = (175+29) then hsync0 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13) then hsync1 <= '1'; + elsif hcnt = (175 +192) then hsync1 <= '0'; + elsif hcnt = (175+13+192) then hsync1 <= '1'; + end if; + + if hcnt = (175) then hsync2 <= '0'; + elsif hcnt = (175-28) then hsync2 <= '1'; + end if; + + if vcnt = 509 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 510 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 511 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 248 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 249 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 250 then csync <= hsync2; + elsif vcnt = 251 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 252 then csync <= hsync1; + elsif vcnt = 253 then csync <= hsync1; + else csync <= hsync0; + end if; + + if vcnt = 511 then vsync <= '0'; + elsif vcnt = 250 then vsync <= '1';-- + end if; + + if hcnt = (127+8+1) then hblank <= '1'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel-- + elsif hcnt = (255+8+1) then hblank <= '0'; -- +8 = retard du shift_register + 1 pixel-- + end if; + + if vcnt = (495+1+0) then vblank <= '1'; + elsif vcnt = (271+1+1) then vblank <= '0'; + end if; + + end if; + end if; +end process; + +end architecture; \ No newline at end of file diff --git a/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd new file mode 100644 index 00000000..b6275320 --- /dev/null +++ b/Arcade_MiST/Crazy Climber Hardware/Swimmer_MiST/rtl/ym_2149_linmix.vhd @@ -0,0 +1,645 @@ +-- +-- A simulation model of YM2149 (AY-3-8910 with bells on) + +-- Copyright (c) MikeJ - Jan 2005 +-- +-- All rights reserved +-- +-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without +-- modification, are permitted provided that the following conditions are met: +-- +-- Redistributions of source code must retain the above copyright notice, +-- this list of conditions and the following disclaimer. +-- +-- Redistributions in synthesized form must reproduce the above copyright +-- notice, this list of conditions and the following disclaimer in the +-- documentation and/or other materials provided with the distribution. +-- +-- Neither the name of the author nor the names of other contributors may +-- be used to endorse or promote products derived from this software without +-- specific prior written permission. +-- +-- THIS CODE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" +-- AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, +-- THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR +-- PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE +-- LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR +-- CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF +-- SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS +-- INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN +-- CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) +-- ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE +-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. +-- +-- You are responsible for any legal issues arising from your use of this code. +-- +-- The latest version of this file can be found at: www.fpgaarcade.com +-- +-- Email support@fpgaarcade.com +-- +-- Revision list +-- +-- version 001 initial release +-- +-- Clues from MAME sound driver and Kazuhiro TSUJIKAWA +-- +-- These are the measured outputs from a real chip for a single Isolated channel into a 1K load (V) +-- vol 15 .. 0 +-- 3.27 2.995 2.741 2.588 2.452 2.372 2.301 2.258 2.220 2.198 2.178 2.166 2.155 2.148 2.141 2.132 +-- As the envelope volume is 5 bit, I have fitted a curve to the not quite log shape in order +-- to produced all the required values. +-- (The first part of the curve is a bit steeper and the last bit is more linear than expected) +-- +-- NOTE, this component uses LINEAR mixing of the three analogue channels, and is only +-- accurate for designs where the outputs are buffered and not simply wired together. +-- The ouput level is more complex in that case and requires a larger table. + +library ieee; + use ieee.std_logic_1164.all; + use ieee.std_logic_arith.all; + use ieee.std_logic_unsigned.all; + +entity YM2149 is + port ( + -- data bus + I_DA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_DA_OE_L : out std_logic; + -- control + I_A9_L : in std_logic; + I_A8 : in std_logic; + I_BDIR : in std_logic; + I_BC2 : in std_logic; + I_BC1 : in std_logic; + I_SEL_L : in std_logic; + + O_AUDIO : out std_logic_vector(7 downto 0); + -- port a + I_IOA : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOA_OE_L : out std_logic; + -- port b + I_IOB : in std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB : out std_logic_vector(7 downto 0); + O_IOB_OE_L : out std_logic; + + ENA : in std_logic; -- clock enable for higher speed operation + RESET_L : in std_logic; + CLK : in std_logic -- note 6 Mhz + ); +end; + +architecture RTL of YM2149 is + type array_16x8 is array (0 to 15) of std_logic_vector(7 downto 0); + type array_3x12 is array (1 to 3) of std_logic_vector(11 downto 0); + + signal cnt_div : std_logic_vector(3 downto 0) := (others => '0'); + signal noise_div : std_logic := '0'; + signal ena_div : std_logic; + signal ena_div_noise : std_logic; + signal poly17 : std_logic_vector(16 downto 0) := (others => '0'); + + -- registers + signal addr : std_logic_vector(7 downto 0); + signal busctrl_addr : std_logic; + signal busctrl_we : std_logic; + signal busctrl_re : std_logic; + + signal reg : array_16x8 ; --:= ( +-- "00000000", -- R0 Period Tone A 8bits lsb +-- "00000100", -- R1 Period Tone A 4bits msb +-- "00000000", -- R2 Period Tone B 8bits lsb +-- "00000010", -- R3 Period Tone B 4bits msb +-- "00000000", -- R4 Period Tone C 8bits lsb +-- "00000001", -- R5 Period Tone C 4bits msb +-- "00001000", -- R6 Period Noise 5bits +-- "00111000", -- R7 Mixer Noise CBA 3bits, Tone CBA 3bits +-- "00000111", -- R8 Amplitude A Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R9 Amplitude B Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000111", -- R10 Amplitude C Mode 1bit, Level 4bits +-- "00000000", -- R11 Period Enveloppe 8bits lsb +-- "00000000", -- R12 Period Enveloppe 8bits msb +-- "00000000", -- R13 Shape Enveloppe 4bits +-- "00000000", -- R14 Port A +-- "00000000" -- R15 Port B +-- ); + + signal env_reset : std_logic; + signal ioa_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + signal iob_inreg : std_logic_vector(7 downto 0); + + signal noise_gen_cnt : std_logic_vector(4 downto 0); + signal noise_gen_op : std_logic; + signal tone_gen_cnt : array_3x12 := (others => (others => '0')); + signal tone_gen_op : std_logic_vector(3 downto 1) := "000"; + + signal env_gen_cnt : std_logic_vector(15 downto 0); + signal env_ena : std_logic; + signal env_hold : std_logic; + signal env_inc : std_logic; + signal env_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal tone_ena_l : std_logic; + signal tone_src : std_logic; + signal noise_ena_l : std_logic; + signal chan_vol : std_logic_vector(4 downto 0); + + signal dac_amp : std_logic_vector(7 downto 0); + signal audio_mix : std_logic_vector(9 downto 0); + signal audio_final : std_logic_vector(9 downto 0); +begin + -- cpu i/f + p_busdecode : process(I_BDIR, I_BC2, I_BC1, addr, I_A9_L, I_A8) + variable cs : std_logic; + variable sel : std_logic_vector(2 downto 0); + begin + -- BDIR BC2 BC1 MODE + -- 0 0 0 inactive + -- 0 0 1 address + -- 0 1 0 inactive + -- 0 1 1 read + -- 1 0 0 address + -- 1 0 1 inactive + -- 1 1 0 write + -- 1 1 1 read + busctrl_addr <= '0'; + busctrl_we <= '0'; + busctrl_re <= '0'; + + cs := '0'; + if (I_A9_L = '0') and (I_A8 = '1') and (addr(7 downto 4) = "0000") then + cs := '1'; + end if; + + sel := (I_BDIR & I_BC2 & I_BC1); + case sel is + when "000" => null; + when "001" => busctrl_addr <= '1'; + when "010" => null; + when "011" => busctrl_re <= cs; + when "100" => busctrl_addr <= '1'; + when "101" => null; + when "110" => busctrl_we <= cs; + when "111" => busctrl_addr <= '1'; + when others => null; + end case; + end process; + + p_oe : process(busctrl_re) + begin + -- if we are emulating a real chip, maybe clock this to fake up the tristate typ delay of 100ns + O_DA_OE_L <= not (busctrl_re); + end process; + + -- + -- CLOCKED + -- + p_waddr : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + + if (RESET_L = '0') then + addr <= (others => '0'); + else + if (busctrl_addr = '1') then + addr <= I_DA; + end if; + end if; + end process; + + p_wdata : process + begin + ---- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. + wait until rising_edge(CLK); + env_reset <= '0'; + + if (RESET_L = '0') then + reg <= (others => (others => '0')); + env_reset <= '1'; + else + env_reset <= '0'; + if (busctrl_we = '1') then + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => reg(0) <= I_DA; + when x"1" => reg(1) <= I_DA; + when x"2" => reg(2) <= I_DA; + when x"3" => reg(3) <= I_DA; + when x"4" => reg(4) <= I_DA; + when x"5" => reg(5) <= I_DA; + when x"6" => reg(6) <= I_DA; + when x"7" => reg(7) <= I_DA; + when x"8" => reg(8) <= I_DA; + when x"9" => reg(9) <= I_DA; + when x"A" => reg(10) <= I_DA; + when x"B" => reg(11) <= I_DA; + when x"C" => reg(12) <= I_DA; + when x"D" => reg(13) <= I_DA; env_reset <= '1'; + when x"E" => reg(14) <= I_DA; + when x"F" => reg(15) <= I_DA; + when others => null; + end case; + end if; + end if; + end process; + + -- + -- LATCHED, useful when emulating a real chip in circuit. Nasty as gated clock. + -- +-- p_waddr : process(reset_l, busctrl_addr) +-- begin +-- -- looks like registers are latches in real chip, but the address is caught at the end of the address state. +-- if (RESET_L = '0') then +-- addr <= (others => '0'); +-- elsif falling_edge(busctrl_addr) then -- yuk +-- addr <= I_DA; +-- end if; +-- end process; +-- +-- p_wdata : process(reset_l, busctrl_we, addr) +-- begin +-- if (RESET_L = '0') then +-- reg <= (others => (others => '0')); +-- elsif falling_edge(busctrl_we) then +-- case addr(3 downto 0) is +-- when x"0" => reg(0) <= I_DA; +-- when x"1" => reg(1) <= I_DA; +-- when x"2" => reg(2) <= I_DA; +-- when x"3" => reg(3) <= I_DA; +-- when x"4" => reg(4) <= I_DA; +-- when x"5" => reg(5) <= I_DA; +-- when x"6" => reg(6) <= I_DA; +-- when x"7" => reg(7) <= I_DA; +-- when x"8" => reg(8) <= I_DA; +-- when x"9" => reg(9) <= I_DA; +-- when x"A" => reg(10) <= I_DA; +-- when x"B" => reg(11) <= I_DA; +-- when x"C" => reg(12) <= I_DA; +-- when x"D" => reg(13) <= I_DA; +-- when x"E" => reg(14) <= I_DA; +-- when x"F" => reg(15) <= I_DA; +-- when others => null; +-- end case; +-- end if; +-- +-- env_reset <= '0'; +-- if (busctrl_we = '1') and (addr(3 downto 0) = x"D") then +-- env_reset <= '1'; +-- end if; +-- end process; + + -- + -- END LATCHED + -- + + p_rdata : process(busctrl_re, addr, reg, ioa_inreg) + begin + O_DA <= (others => '0'); -- 'X' + if (busctrl_re = '1') then -- not necessary, but useful for putting 'X's in the simulator + case addr(3 downto 0) is + when x"0" => O_DA <= reg(0) ; + when x"1" => O_DA <= "0000" & reg(1)(3 downto 0) ; + when x"2" => O_DA <= reg(2) ; + when x"3" => O_DA <= "0000" & reg(3)(3 downto 0) ; + when x"4" => O_DA <= reg(4) ; + when x"5" => O_DA <= "0000" & reg(5)(3 downto 0) ; + when x"6" => O_DA <= "000" & reg(6)(4 downto 0) ; + when x"7" => O_DA <= reg(7) ; + when x"8" => O_DA <= "000" & reg(8)(4 downto 0) ; + when x"9" => O_DA <= "000" & reg(9)(4 downto 0) ; + when x"A" => O_DA <= "000" & reg(10)(4 downto 0) ; + when x"B" => O_DA <= reg(11); + when x"C" => O_DA <= reg(12); + when x"D" => O_DA <= "0000" & reg(13)(3 downto 0); + when x"E" => if (reg(7)(6) = '0') then -- input + O_DA <= ioa_inreg; + else + O_DA <= reg(14); -- read output reg + end if; + when x"F" => if (Reg(7)(7) = '0') then + O_DA <= iob_inreg; + else + O_DA <= reg(15); + end if; + when others => null; + end case; + end if; + end process; + -- + p_divider : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + -- / 8 when SEL is high and /16 when SEL is low + if (ENA = '1') then + ena_div <= '0'; + ena_div_noise <= '0'; + if (cnt_div = "0000") then + cnt_div <= (not I_SEL_L) & "111"; + ena_div <= '1'; + + noise_div <= not noise_div; + if (noise_div = '1') then + ena_div_noise <= '1'; + end if; + else + cnt_div <= cnt_div - "1"; + end if; + end if; + end process; + + p_noise_gen : process + variable noise_gen_comp : std_logic_vector(4 downto 0); + variable poly17_zero : std_logic; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + if (reg(6)(4 downto 0) = "00000") then + noise_gen_comp := "00000"; + else + noise_gen_comp := (reg(6)(4 downto 0) - "1"); + end if; + + poly17_zero := '0'; + if (poly17 = "00000000000000000") then poly17_zero := '1'; end if; + + if (ENA = '1') then + + if (ena_div_noise = '1') then -- divider ena + + if (noise_gen_cnt >= noise_gen_comp) then + noise_gen_cnt <= "00000"; + poly17 <= (poly17(0) xor poly17(2) xor poly17_zero) & poly17(16 downto 1); + else + noise_gen_cnt <= (noise_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + noise_gen_op <= poly17(0); + + p_tone_gens : process + variable tone_gen_freq : array_3x12; + variable tone_gen_comp : array_3x12; + begin + wait until rising_edge(CLK); + + -- looks like real chips count up - we need to get the Exact behaviour .. + tone_gen_freq(1) := reg(1)(3 downto 0) & reg(0); + tone_gen_freq(2) := reg(3)(3 downto 0) & reg(2); + tone_gen_freq(3) := reg(5)(3 downto 0) & reg(4); + -- period 0 = period 1 + for i in 1 to 3 loop + if (tone_gen_freq(i) = x"000") then + tone_gen_comp(i) := x"000"; + else + tone_gen_comp(i) := (tone_gen_freq(i) - "1"); + end if; + end loop; + + if (ENA = '1') then + for i in 1 to 3 loop + if (ena_div = '1') then -- divider ena + + if (tone_gen_cnt(i) >= tone_gen_comp(i)) then + tone_gen_cnt(i) <= x"000"; + tone_gen_op(i) <= not tone_gen_op(i); + else + tone_gen_cnt(i) <= (tone_gen_cnt(i) + "1"); + end if; + end if; + end loop; + end if; + end process; + + p_envelope_freq : process + variable env_gen_freq : std_logic_vector(15 downto 0); + variable env_gen_comp : std_logic_vector(15 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + env_gen_freq := reg(12) & reg(11); + -- envelope freqs 1 and 0 are the same. + if (env_gen_freq = x"0000") then + env_gen_comp := x"0000"; + else + env_gen_comp := (env_gen_freq - "1"); + end if; + + if (ENA = '1') then + env_ena <= '0'; + if (ena_div = '1') then -- divider ena + if (env_gen_cnt >= env_gen_comp) then + env_gen_cnt <= x"0000"; + env_ena <= '1'; + else + env_gen_cnt <= (env_gen_cnt + "1"); + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_envelope_shape : process(env_reset, CLK, reg) + variable is_bot : boolean; + variable is_bot_p1 : boolean; + variable is_top_m1 : boolean; + variable is_top : boolean; + begin + -- envelope shapes + -- C AtAlH + -- 0 0 x x \___ + -- + -- 0 1 x x /___ + -- + -- 1 0 0 0 \\\\ + -- + -- 1 0 0 1 \___ + -- + -- 1 0 1 0 \/\/ + -- ___ + -- 1 0 1 1 \ + -- + -- 1 1 0 0 //// + -- ___ + -- 1 1 0 1 / + -- + -- 1 1 1 0 /\/\ + -- + -- 1 1 1 1 /___ + if (env_reset = '1') then + -- load initial state + if (reg(13)(2) = '0') then -- attack + env_vol <= "11111"; + env_inc <= '0'; -- -1 + else + env_vol <= "00000"; + env_inc <= '1'; -- +1 + end if; + env_hold <= '0'; + + elsif rising_edge(CLK) then + is_bot := (env_vol = "00000"); + is_bot_p1 := (env_vol = "00001"); + is_top_m1 := (env_vol = "11110"); + is_top := (env_vol = "11111"); + + if (ENA = '1') then + if (env_ena = '1') then + if (env_hold = '0') then + if (env_inc = '1') then + env_vol <= (env_vol + "00001"); + else + env_vol <= (env_vol + "11111"); + end if; + end if; + + -- envelope shape control. + if (reg(13)(3) = '0') then + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(0) = '1') then -- hold = 1 + if (env_inc = '0') then -- down + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_bot then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + else + if (reg(13)(1) = '1') then -- alt + if is_top then env_hold <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + end if; + end if; + + elsif (reg(13)(1) = '1') then -- alternate + if (env_inc = '0') then -- down + if is_bot_p1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_bot then env_hold <= '0'; env_inc <= '1'; end if; + else + if is_top_m1 then env_hold <= '1'; end if; + if is_top then env_hold <= '0'; env_inc <= '0'; end if; + end if; + end if; + + end if; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_chan_mixer : process(cnt_div, reg, tone_gen_op) + begin + tone_ena_l <= '1'; tone_src <= '1'; + noise_ena_l <= '1'; chan_vol <= "00000"; + case cnt_div(1 downto 0) is + when "00" => + tone_ena_l <= reg(7)(0); tone_src <= tone_gen_op(1); chan_vol <= reg(8)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(3); + when "01" => + tone_ena_l <= reg(7)(1); tone_src <= tone_gen_op(2); chan_vol <= reg(9)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(4); + when "10" => + tone_ena_l <= reg(7)(2); tone_src <= tone_gen_op(3); chan_vol <= reg(10)(4 downto 0); + noise_ena_l <= reg(7)(5); + when "11" => null; -- tone gen outputs become valid on this clock + when others => null; + end case; + end process; + + p_op_mixer : process + variable chan_mixed : std_logic; + variable chan_amp : std_logic_vector(4 downto 0); + begin + wait until rising_edge(CLK); + if (ENA = '1') then + + chan_mixed := (tone_ena_l or tone_src) and (noise_ena_l or noise_gen_op); + + chan_amp := (others => '0'); + if (chan_mixed = '1') then + if (chan_vol(4) = '0') then + if (chan_vol(3 downto 0) = "0000") then -- nothing is easy ! make sure quiet is quiet + chan_amp := "00000"; + else + chan_amp := chan_vol(3 downto 0) & '1'; -- make sure level 31 (env) = level 15 (tone) + end if; + else + chan_amp := env_vol(4 downto 0); + end if; + end if; + + dac_amp <= x"00"; + case chan_amp is + when "11111" => dac_amp <= x"FF"; + when "11110" => dac_amp <= x"D9"; + when "11101" => dac_amp <= x"BA"; + when "11100" => dac_amp <= x"9F"; + when "11011" => dac_amp <= x"88"; + when "11010" => dac_amp <= x"74"; + when "11001" => dac_amp <= x"63"; + when "11000" => dac_amp <= x"54"; + when "10111" => dac_amp <= x"48"; + when "10110" => dac_amp <= x"3D"; + when "10101" => dac_amp <= x"34"; + when "10100" => dac_amp <= x"2C"; + when "10011" => dac_amp <= x"25"; + when "10010" => dac_amp <= x"1F"; + when "10001" => dac_amp <= x"1A"; + when "10000" => dac_amp <= x"16"; + when "01111" => dac_amp <= x"13"; + when "01110" => dac_amp <= x"10"; + when "01101" => dac_amp <= x"0D"; + when "01100" => dac_amp <= x"0B"; + when "01011" => dac_amp <= x"09"; + when "01010" => dac_amp <= x"08"; + when "01001" => dac_amp <= x"07"; + when "01000" => dac_amp <= x"06"; + when "00111" => dac_amp <= x"05"; + when "00110" => dac_amp <= x"04"; + when "00101" => dac_amp <= x"03"; + when "00100" => dac_amp <= x"03"; + when "00011" => dac_amp <= x"02"; + when "00010" => dac_amp <= x"02"; + when "00001" => dac_amp <= x"01"; + when "00000" => dac_amp <= x"00"; + when others => null; + end case; + + if (cnt_div(1 downto 0) = "10") then + audio_mix <= (others => '0'); + audio_final <= audio_mix; + else + audio_mix <= audio_mix + ("00" & dac_amp); + end if; + + if (RESET_L = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= "00000000"; + else + if (audio_final(9) = '0') then + O_AUDIO(7 downto 0) <= audio_final(8 downto 1); + else -- clip + O_AUDIO(7 downto 0) <= x"FF"; + end if; + end if; + end if; + end process; + + p_io_ports : process(reg) + begin + O_IOA <= reg(14); + + O_IOA_OE_L <= not reg(7)(6); + O_IOB <= reg(15); + O_IOB_OE_L <= not reg(7)(7); + end process; + + p_io_ports_inreg : process + begin + wait until rising_edge(CLK); + ioa_inreg <= I_IOA; + iob_inreg <= I_IOB; + end process; +end architecture RTL;