github.com/mist-devel.mist-board
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da005fdd1b4792bc23ce32be4e7c20dbf855ac36
mist-devel.mist-board/cores/ht1080z/videoctrl.vhd
Gyorgy Szombathelyi 0b7bd18ec9 HT1080Z: core from Jozsef Laszlo (rbendr@gmail.com) 
A Hungarian school-computer, TRS80 Model I clone
2019-07-05 12:16:36 +02:00

650 lines
34 KiB
VHDL
Raw Blame History

--
-- HT 1080Z (TSR-80 clone) video controller PAL/VGA capable
--
--
-- Copyright (c) 2016-2017 Jozsef Laszlo (rbendr@gmail.com)
--
-- All rights reserved
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-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
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--
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity videoctrl is
Generic (
H_START : integer := 42+84+81-16;
V_START : integer := 2+28+((266-192)/2)+4
);
Port (
reset : in STD_LOGIC;
clk42 : in STD_LOGIC;
--clk7 : in STD_LOGIC;
a : in STD_LOGIC_VECTOR (13 downto 0);
din : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
dout : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
mreq : in STD_LOGIC;
iorq : in STD_LOGIC;
wr : in STD_LOGIC;
cs : in STD_LOGIC;
hz60 : in STD_LOGIC;
vcut : in STD_LOGIC;
vvga : in STD_LOGIC;
page : in STD_LOGIC;
inkp : in STD_LOGIC;
paperp : in STD_LOGIC;
borderp : in STD_LOGIC;
oddline : out STD_LOGIC;
rgbi : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
pclk : out STD_LOGIC;
hsync : out STD_LOGIC;
vsync : out STD_LOGIC);
end videoctrl;
architecture Behavioral of videoctrl is
type videomem is array(0 to 1023) of std_logic_vector(7 downto 0);
type charmem is array(0 to 4095) of std_logic_vector(7 downto 0);
signal vidmem : videomem:=(
others => x"00"
);
signal chrmem : charmem:=(
--[PATCH_START]
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--[PATCH_END]
--others => x"ff"
);
-- 0 1 2
-- 21 10.5 5.25
signal clkdiv : std_logic_vector(2 downto 0);
alias clk21 : std_logic is clkdiv(0);
alias clk10_5 : std_logic is clkdiv(1);
alias clk5_25 : std_logic is clkdiv(2);
signal clk21_en : std_logic;
signal clk10_5_en : std_logic;
signal clk5_25_en : std_logic;
signal hctr : std_logic_vector(9 downto 0);
signal vctr : std_logic_vector(8 downto 0);
signal vpos : std_logic_vector(3 downto 0); -- line pos in a chr 0..11
signal hpos : std_logic_vector(2 downto 0); -- pixel pos in a chr 0..5
signal hstart : std_logic_vector(9 downto 0);
signal vstart : std_logic_vector(8 downto 0);
signal vend : std_logic_vector(8 downto 0);
signal pxclk : std_logic;
signal pxclk_en : std_logic;
signal xpxclk : std_logic;
signal xpxclk_en : std_logic;
signal hact,vact : std_logic;
signal border : std_logic_vector(3 downto 0) := "0010";
signal paper : std_logic_vector(3 downto 0) := "0000";
signal ink : std_logic_vector(3 downto 0) := "1000";
signal pixel : std_logic_vector(3 downto 0);
signal screen : std_logic;
signal hblank,vblank,blank : std_logic;
signal vaVert : std_logic_vector(3 downto 0); -- vertical line
signal vaHoriz : std_logic_vector(5 downto 0); -- horizontal columnt pos
signal chraddr : std_logic_vector(11 downto 0); -- character bitmap data address in the charmem
signal chrCode : std_logic_vector(7 downto 0);
signal chrGrap : std_logic_vector(7 downto 0);
signal shiftReg : std_logic_vector(7 downto 0);
signal xpxsel : std_logic_vector(1 downto 0);
signal v1 : std_logic;
signal rinkp,rpaperp,rborderp : std_logic;
begin
--pxclk <= clk10_5;
--xpxclk <= clk10_5 when vcut='0' else clk5_25;
--hstart <= conv_std_logic_vector(H_START,10);
--vstart <= conv_std_logic_vector(V_START,9);
--vend <= conv_std_logic_vector(311,9);
pxclk <= clk10_5 when vvga='0' else clk21;
pxclk_en <= clk10_5_en when vvga='0' else clk21_en;
xpxsel <= vvga & vcut;
with xpxsel select xpxclk <=
clk10_5 when "00",
clk5_25 when "01",
clk21 when "10",
clk10_5 when others;
with xpxsel select xpxclk_en <=
clk10_5_en when "00",
clk5_25_en when "01",
'1' when "10",
clk10_5_en when others;
hstart <= conv_std_logic_vector(H_START,10) when vvga='0' else conv_std_logic_vector(H_START,10);
vstart <= conv_std_logic_vector(V_START,9) when hz60='0' else conv_std_logic_vector(V_START-30,9);
vend <= conv_std_logic_vector(311,9) when hz60='0' else conv_std_logic_vector(262,9);
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
clkdiv <= clkdiv + 1;
end if;
end process;
clk10_5_en <= '1' when clkdiv(1 downto 0) = "01" else '0';
clk21_en <= '1' when clkdiv(0) = '0' else '0';
clk5_25_en <= '1' when clkdiv = "011" else '0';
process(RESET,clk42)
begin
if RESET='0' then
ink <= "1000";
paper <= "0000";
border <= "0000";
elsif rising_edge(clk42) then
if clk10_5_en = '1' then
rinkp <= INKP;
rpaperp <= PAPERP;
rborderp <= BORDERP;
if rinkp='0' and INKP='1' then
ink <= ink+1;
end if;
if rpaperp='0' and PAPERP='1' then
paper <= paper+1;
end if;
if rborderp='0' and BORDERP='1' then
border <= border+1;
end if;
if iorq='0' and wr='0' and a(7 downto 2)="000000" then
case a(1 downto 0) is
when "00"=> ink<=din(3 downto 0);
when "01"=> paper<=din(3 downto 0);
when "10"=> border<=din(3 downto 0);
when others=>null;
end case;
end if;
end if;
end if;
end process;
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
chrCode <= vidmem(conv_integer( vaVert & vaHoriz ));
chrGrap <= chrmem(conv_integer( chrCode & vpos ));
dout <= vidmem(conv_integer( a(9 downto 0) ));
if cs='0' and wr='0' then
vidmem(conv_integer( a(9 downto 0) )) <= din;
end if;
end if;
end process;
-- h and v counters
-- 10.5 MHz pixelclock => 672 pixels per scan line
-- 312 scanlines
-- 64*6 pixels active screen = 384 pixels
-- visible area: 52*10.5 = 546
-- Horizontal: |42T-hsync|84T-porch|81T-border|384T-screen|81T-border|
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
if pxclk_en = '1' then
if hctr=671 then
hctr<="0000000000";
v1 <= not v1;
if vctr>=vend then
vctr<="000000000";
v1 <= '0';
else
--vctr<=vctr+1;
if v1='1' or vvga='0' then
vctr<=vctr+1;
end if;
end if;
else
hctr<=hctr+1;
end if;
end if;
end if;
end process;
--process(pxclk)
--begin
-- if falling_edge(pxclk) then
--
-- -- 12*10.5
-- if hctr<126 or hctr>654 then
-- hblank <= '0';
-- else
-- hblank <= '1';
-- end if;
--
-- if hctr<42 then -- 4*10.5
-- hsync <= '0';
-- else
-- hsync <= '1';
-- end if;
--
-- if vctr<6 or vctr>309 then
-- vblank <= '0';
-- else
-- vblank <= '1';
-- end if;
--
-- if vctr<2 then
-- vsync <= '0';
-- else
-- vsync <= '1';
-- end if;
--
-- end if;
--end process;
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
if pxclk_en = '1' then
if vvga='0' then
-- 12*10.5
if hctr<126 or hctr>654 then
hblank <= '0';
else
hblank <= '1';
end if;
else
-- VGA 6us
--
--if hctr<64 or hctr>662 then
if hctr<120 or hctr>654 then
hblank <= '0';
else
hblank <= '1';
end if;
end if;
if vvga='0' then
if hctr<42 then -- 4*10.5
hsync <= '0';
else
hsync <= '1';
end if;
if vctr<6 or vctr>309 then
vblank <= '0';
else
vblank <= '1';
end if;
else
if hctr<79 then -- 4*21
hsync <= '0';
else
hsync <= '1';
end if;
if vctr<16 or vctr>257 then
vblank <= '0';
else
vblank <= '1';
end if;
end if;
if vctr<2 then
vsync <= '0';
else
vsync <= '1';
end if;
end if;
end if;
end process;
hact <= '1' when hctr>=hstart and hctr<hstart+384 else '0';
vact <= '1' when vctr>=vstart and vctr<vstart+192 else '0';
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
if xpxclk_en = '1' then
if hact='1' and vact='1' then
if hpos=5 then
hpos <= "000";
vaHoriz <= vaHoriz+1;
shiftReg <= chrGrap;
else
shiftReg <= shiftReg(6 downto 0) & '0';
hpos <= hpos+1;
end if;
screen<= '1';
else
screen<= '0';
hpos <= "101";
vaHoriz <= (page and vcut) & "00000";
shiftReg <= "00000000"; -- keep it clear
if vctr=0 then
-- new frame
vaVert<= "0000";
vpos <= "0000";
elsif vact='1' and hctr=hstart+384+2 and (v1='1' or vvga='0') then
-- end of a scanline
if vpos=11 then
vpos <= "0000";
vaVert <= vaVert+1;
else
vpos <= vpos+1;
end if;
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
pixel <= border when screen='0' else paper when shiftReg(5)='0' else ink;
blank <= hblank and vblank;
rgbi <= pixel when blank='1' else "0000";
pclk <= clk10_5 when vvga='0' else clk21;
oddline <= v1;
end Behavioral;
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