§ Описание пинов

Вообще, я хочу создать процессор, который бы что-то умел делать в самом базовом варианте. Ранее я уже писал процессор в виде статей и даже вел стримы по этому поводу, но мне хочется попробовать сделать еще раз что-нибудь похожее на простой 8080. Устройство этого процессора крайне простое, так что мне хотелось бы его сделать.
Начну вообще с того, что попробую описать пины, контакты и даже группы контактов совершенно стандартными способом.

module T8080
(
    input               clk,    // Тактовая частота
    input               rstn,   // RST=0 сброс
    input               ce,     // CE=1 активация
    output      [15:0]  a,      // Адрес
    input       [ 7:0]  i,      // Прочитанные данные
    output reg  [ 7:0]  o,      // Для записи
    output reg          w       // Сигнал записи
);
endmodule

Представленная выше схема является минимальной обвязкой для процессора, ну разве что что можно обойтись без rstn, ce. Тут особо и не нужно объяснений. Адресная шина 16 бит, шина данных 8 бит, причем, не мультиплексированная, как обычно бывает, а разделенная — имеется вход и выход. Так как система на чипе, то имеются внутренние блоки памяти, которые позволяют даже использовать двухпортовый доступ к данным, читая сразу одновременно с двух источников.

§ Шаблон приложения для верилятора

Также я заготовил некоторый код, который везде делаю, для того чтобы проверить, как будет работать цифровая схема, используя вериляцию, то есть, перевод из VERILOG в код на C/C++.

#include <SDL2/SDL.h>
#include <verilated.h>
// ----------------------------------------------------
SDL_Surface*        screen_surface;
SDL_Window*         sdl_window;
SDL_Renderer*       sdl_renderer;
SDL_PixelFormat*    sdl_pixel_format;
SDL_Texture*        sdl_screen_texture;
SDL_Event           evt;
Uint32*             screen_buffer;
SDL_Rect            dstRect;
// ----------------------------------------------------
int scale  = 2;
int width  = 640;
int height = 400;
int length = 16;
int _hs = 0, _vs = 0;
int x   = 0, y   = 0;
// ----------------------------------------------------
void pset(int, int, Uint32);
void vga(int, int, int);

int main(int argc, char** argv)
{
    int pticks = 0;

    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO)) {
        exit(1);
    }

    SDL_ClearError();
    sdl_window          =
        SDL_CreateWindow("T8080 VEMULATOR",
            SDL_WINDOWPOS_CENTERED,
            SDL_WINDOWPOS_CENTERED,
            scale*width,
            scale*height,
            SDL_WINDOW_SHOWN
        );

    sdl_renderer        = SDL_CreateRenderer(sdl_window, -1, SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC);
    screen_buffer       = (Uint32*) malloc(width*height*sizeof(Uint32));
    sdl_screen_texture  =
        SDL_CreateTexture(sdl_renderer,
          SDL_PIXELFORMAT_BGRA32,
          SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING,
          width,
          height
        );

    SDL_SetTextureBlendMode(sdl_screen_texture, SDL_BLENDMODE_NONE);

    dstRect.x = 0;
    dstRect.y = 0;
    dstRect.w = scale * width;
    dstRect.h = scale * height;

    for (;;)
    {
        // Прием событий
        while (SDL_PollEvent(& evt))
        {
            switch (evt.type)
            {
                // Выход из приложения
                case SDL_QUIT:

                    free(screen_buffer);
                    SDL_DestroyTexture(sdl_screen_texture);
                    SDL_FreeFormat(sdl_pixel_format);
                    SDL_DestroyRenderer(sdl_renderer);
                    SDL_DestroyWindow(sdl_window);
                    SDL_Quit();
                    return 0;
            }
        }

        int nticks = SDL_GetTicks();

        // Обновление экрана
        if (nticks - pticks >= length) {

            pticks = nticks;
            SDL_UpdateTexture(sdl_screen_texture,NULL,screen_buffer,width*sizeof(Uint32));
            SDL_SetRenderDrawColor  (sdl_renderer, 0, 0, 0, 0);
            SDL_RenderClear         (sdl_renderer);
            SDL_RenderCopy          (sdl_renderer, sdl_screen_texture, NULL, & dstRect);
            SDL_RenderPresent       (sdl_renderer);
        }

        SDL_Delay(1);
    }
}

// Установка точки
void pset(int x, int y, Uint32 cl)
{
    if (x < 0 || y < 0 || x >= width || y >= height) {
        return;
    }

    screen_buffer[width*y + x] = cl;
}

// Отслеживание сигнала RGB по HS/VS
void vga(int hs, int vs, int cl)
{
    if (hs) x++;
    if (_hs == 1 && hs == 0) { x = 0; y++; }
    if (_vs == 0 && vs == 1) { y = 0; }
    _hs = hs;
    _vs = vs;
    pset(x-(48+2), y-33, cl);
}