mister-devel/TRS-80_MiSTer
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mirror of https://github.com/MiSTer-devel/TRS-80_MiSTer.git synced 2026-05-24 03:04:33 +00:00
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Files
master
TRS-80_MiSTer/rtl/videoctrl.vhd
theflynn49 b25d6192f5 Add the Omikron CP/M Mapper for Model-I (#44) 
* Add the Omikron CP/M Mapper for Model-I
Move I/O port 0 to 3 (foreground color poke)
Cleanup FD1771 code and put back support for 128 bytes sector code.

* Update README.md

* Add MrUNZIP for CP/M
Fix a memory problem with MrUnzip for TRSDOS

* Update README.md

* Fix failure to unzip "mikechsc.zip"

* add release TRS-80_20250310.rbf
Fix minor Omikron mapper reset problems
Reset Omikron ROM size to 2k
2025-03-12 13:12:40 +08:00

797 lines
43 KiB
VHDL
Raw Permalink Blame History

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-- HT 1080Z (TSR-80 clone) video controller PAL/VGA capable
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-- Copyright (c) 2016-2017 Jozsef Laszlo (rbendr@gmail.com)
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-- 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 := 165; -- (630-384)/2 + 42 165
V_START : integer := 37 -- (260-192)/2 + 3
);
Port (
reset : in STD_LOGIC;
clk42 : in STD_LOGIC;
skin : 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);
debug_enable : in STD_LOGIC;
dbugmsg_addr : out STD_LOGIC_VECTOR (5 downto 0);
dbugmsg_data : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
v_debug : out STD_LOGIC;
mreq : in STD_LOGIC;
iorq : in STD_LOGIC;
wr : in STD_LOGIC;
cs : in STD_LOGIC;
inkp : in STD_LOGIC;
paperp : in STD_LOGIC;
borderp : in STD_LOGIC;
widemode : in STD_LOGIC;
lcasetype : in STD_LOGIC;
rgbi : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
ce_pix : out STD_LOGIC;
overscan : in STD_LOGIC_VECTOR (1 downto 0);
flicker : in STD_LOGIC;
hsync : out STD_LOGIC;
vsync : out STD_LOGIC;
hb : out STD_LOGIC;
vb : out STD_LOGIC;
img_rgb : out STD_LOGIC_VECTOR (31 downto 0); -- R-G-B 8bits x 3
img_valid : out STD_LOGIC ;
UI_floppy_ready : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0) ;
UI_floppy_write : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0) ;
UI_floppy_read : in STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
UART_RX : in STD_LOGIC;
UART_TX : in STD_LOGIC;
UART_RTS : in STD_LOGIC;
UART_CTS : in STD_LOGIC;
UART_DTR : in STD_LOGIC;
UART_DSR : in STD_LOGIC
);
end videoctrl;
architecture Behavioral of videoctrl is
component dpram is
generic (
DATA : integer;
ADDR : integer
);
port (
-- Port A
a_clk : in std_logic;
a_wr : in std_logic;
a_addr : in std_logic_vector(ADDR-1 downto 0);
a_din : in std_logic_vector(DATA-1 downto 0);
a_dout : out std_logic_vector(DATA-1 downto 0);
-- Port B
b_clk : in std_logic;
b_wr : in std_logic;
b_addr : in std_logic_vector(ADDR-1 downto 0);
b_din : in std_logic_vector(DATA-1 downto 0);
b_dout : out std_logic_vector(DATA-1 downto 0)
);
end component dpram;
type charmem is array(0 to 4095) of std_logic_vector(7 downto 0);
signal chrmem : charmem:=(
--[PATCH_START]
x"00",x"1F",x"11",x"11",x"11",x"11",x"11",x"1F",x"00",x"00",x"00",x"00",x"00",x"00",x"00",x"00", -- 0x00 Symbols
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signal hdisp,vdisp : std_logic; -- '1' if inside CRT scanning area (includes borders)
signal pthdisp,ptvdisp : std_logic; -- '1' if inside 'partial overscan' dislpay area (includes partial borders)
signal border : std_logic_vector(3 downto 0) := "0000";
signal paper : std_logic_vector(3 downto 0) := "0000";
signal ink : std_logic_vector(3 downto 0) := "1000";
CONSTANT dashbrd : std_logic_vector(3 downto 0) := "1011"; -- debug yellow color
signal vid_addr : std_logic_vector(9 downto 0);
signal screen : 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;
-- Notes about display area:
-- -------------------------
-- Screen's display area (actual foreground dots) is 384x192
-- Scanning area (cathode ray scanning) is 630x260 (plus 42 x 3 for sync signals)
-- Partial overscan is midway between these (showing half of the border)
signal hstart : std_logic_vector(9 downto 0);
signal vstart : std_logic_vector(8 downto 0);
CONSTANT hsynlen : std_logic_vector(9 downto 0) := conv_std_logic_vector(42,10);
CONSTANT vsynlen : std_logic_vector(8 downto 0) := conv_std_logic_vector(3,9);
CONSTANT hsize : std_logic_vector(9 downto 0) := conv_std_logic_vector(384,10);
CONSTANT vsize : std_logic_vector(8 downto 0) := conv_std_logic_vector(192,9);
CONSTANT hend : std_logic_vector(9 downto 0) := conv_std_logic_vector(672,10);
CONSTANT vend : std_logic_vector(8 downto 0) := conv_std_logic_vector(263,9);
CONSTANT ptlhstrt : std_logic_vector(9 downto 0) := conv_std_logic_vector(103,10);
CONSTANT ptlvstrt : std_logic_vector(8 downto 0) := conv_std_logic_vector(20,9);
CONSTANT ptlhend : std_logic_vector(9 downto 0) := conv_std_logic_vector(611,10);
CONSTANT ptlvend : std_logic_vector(8 downto 0) := conv_std_logic_vector(243,9);
begin
hstart <= conv_std_logic_vector(110,10) when skin='1' else conv_std_logic_vector(H_START,10) ;
vstart <= conv_std_logic_vector(V_START,9);
ce_pix <= ce;
v_debug <= vdebug ;
img_adr_logo <= img_vctr+72 ;
img_adr_rs232 <= img_vctr+61 ;
img_adr_led_rs <= img_vctr+48 ; -- LEDs-5
img_adr_led <= img_vctr+50 ; -- LEDs-3
img_hctr_led <= img_hctr-33 ;
img_hctr_led_rs1 <= img_hctr-16 ;
img_hctr_led_rs2 <= img_hctr-80 ;
img_hctr_led_rs3 <= img_hctr-144 ;
img_hctr_led_rs4 <= img_hctr-208 ;
img_hctr_led_rs5 <= img_hctr-272 ;
img_hctr_led_rs6 <= img_hctr-336 ;
img_adr_rdy <= (UI_floppy_ready(0)='1' and img_dr1='1') or
(UI_floppy_ready(1)='1' and img_dr2='1') or
(UI_floppy_ready(2)='1' and img_dr3='1') or
(UI_floppy_ready(3)='1' and img_dr4='1') ;
img_adr_flp <= img_vctr when img_adr_rdy else img_vctr+28 ;
img_led_state <= conv_std_logic_vector(96,9) when not img_adr_rdy else
conv_std_logic_vector(32,9) when (UI_floppy_write(0)='1' and img_dr1='1') or (UI_floppy_write(1)='1' and img_dr2='1')
or (UI_floppy_write(2)='1' and img_dr3='1') or (UI_floppy_write(3)='1' and img_dr4='1') else
conv_std_logic_vector(0,9) when (UI_floppy_read(0)='1' and img_dr1='1') or (UI_floppy_read(1)='1' and img_dr2='1')
or (UI_floppy_read(2)='1' and img_dr3='1') or (UI_floppy_read(3)='1' and img_dr4='1') else
conv_std_logic_vector(64,9) ;
img_rs232_state <= conv_std_logic_vector(96,9) when (img_led232_1='1' and UART_RX='1') or (img_led232_2='1' and UART_TX='1') or (img_led232_3='1' and UART_RTS='1') or
(img_led232_4='1' and UART_CTS='1') or (img_led232_5='1' and UART_DTR='1') or (img_led232_6='1' and UART_DSR='1') else conv_std_logic_vector(0,9) ;
img_address <= (img_adr_logo & x"00")+(img_adr_logo & "0000000")+img_hctr when img_logo='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs1+img_rs232_state when img_led232_1='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs2+img_rs232_state when img_led232_2='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs3+img_rs232_state when img_led232_3='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs4+img_rs232_state when img_led232_4='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs5+img_rs232_state when img_led232_5='1' else
(img_adr_led_rs & x"00")+(img_adr_led_rs & "0000000")+img_hctr_led_rs6+img_rs232_state when img_led232_6='1' else
(img_adr_rs232 & x"00")+(img_adr_rs232 & "0000000")+img_hctr when img_rs232='1' else
(img_adr_led & x"00")+(img_adr_led & "0000000")+img_hctr_led+img_led_state
when img_led_1='1' or img_led_2='1' or img_led_3='1' or img_led_4='1' else
(img_adr_flp & x"00")+(img_adr_flp & "0000000")+img_hctr when img_dr1='1' else
(img_adr_flp & x"00")+(img_adr_flp & "0000000")+img_hctr when img_dr2='1' else
(img_adr_flp & x"00")+(img_adr_flp & "0000000")+img_hctr when img_dr3='1' else
(img_adr_flp & x"00")+(img_adr_flp & "0000000")+img_hctr when img_dr4='1' else x"0000" ;
skin_rom_inst : entity work.sprom
generic map
(
init_file => "rtl/skin4.mif",
widthad_a => 16,
width_a => 32
)
port map
(
clock => clk42,
address => img_address,
q => img_rgb
);
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
clkdiv <= clkdiv + 1;
ce <= '0';
if clkdiv = 0 then
ce <= '1';
end if;
end if;
end process;
process(RESET,clk42)
begin
if RESET='0' then
ink <= "1000";
paper <= "0000";
border <= "0000";
else
if rising_edge(clk42) then
if ce = '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 "11"=> 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 if;
end process;
-- Access to video ram will cause the char and graphic latches
-- to clear causing a black line (Model 1 only)
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
if ce = '1' then
if (vdebug='1') then
chrGrap <= chrmem(conv_integer( dbugmsg_data & vpos ));
else
if (cs='0' and flicker='1') then
chrGrap <= x"00"; -- Black line on video contention
else
if (chrCode < x"20" and lcasetype = '0') then -- if lowercase type is default, then display uppercase instead of symbols
chrGrap <= chrmem(conv_integer( (chrCode + x"40") & vpos ));
else
chrGrap <= chrmem(conv_integer( chrCode & vpos ));
end if;
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
vid_addr <= vaVert & vaHoriz(5 downto 1) & (vaHoriz(0) and not widemode);
dbugmsg_addr <= vaHoriz(5 downto 0);
vram : dpram
generic map (
DATA => 8,
ADDR => 10
)
port map (
-- Port A - used for CPU access
a_clk => clk42,
a_wr => not cs and not wr,
a_addr => a(9 downto 0),
a_din => din,
a_dout => dout,
-- Port B - used by raster scanner
b_clk => clk42,
b_wr => '0',
b_addr => vid_addr,
b_din => (others => '0'),
b_dout => chrCode
);
-- h and v counters
-- 10.5 MHz pixelclock => 672 pixels per scan line
-- 264 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 ce = '1' then
hctr<=hctr+1;
if hctr=hend then
hctr<=(others=>'0');
vctr<=vctr+1;
if vctr=vend then
vctr<=(others=>'0');
end if;
end if;
end if;
end if;
end process;
process(clk42)
begin
if falling_edge(clk42) then
if ce = '1' then
if hctr<hsynlen then -- 4*10.5
hsync <= '1';
if vctr<vsynlen then
vsync <= '1';
else
vsync <= '0';
end if;
else
hsync <= '0';
end if;
end if;
end if;
end process;
hact <= '1' when hctr>=hstart and hctr<hstart+hsize else '0'; -- if widemode, allow for the last half-character
vact <= '1' when vctr>=vstart and vctr<vstart+vsize else '0';
vdebug <= '1' when vctr>=vstart-12 and vctr<vstart and debug_enable='1' else '0';
hdisp <= '1' when hctr>=hsynlen and hctr<hend else '0';
vdisp <= '1' when vctr>=vsynlen and vctr<vend else '0';
pthdisp <= '1' when hctr>=ptlhstrt and hctr<ptlhend else '0';
ptvdisp <= '1' when vctr>=ptlvstrt and vctr<ptlvend else '0';
img_hact <= '1' when hctr>=512 and hctr<608 else '0' ;
img_vact <= '1' when vctr>=40 and vctr<232 else '0' ;
img_logo <= '1' when vctr>=40 and vctr<138 else '0' ;
img_rs232 <= '1' when vctr>=138 and vctr<150 else '0' ;
img_dr1 <= '1' when vctr>=150 and vctr<170 else '0' ;
img_dr2 <= '1' when vctr>=170 and vctr<190 else '0' ;
img_dr3 <= '1' when vctr>=190 and vctr<210 else '0' ;
img_dr4 <= '1' when vctr>=210 and vctr<232 else '0' ;
img_led232_col1 <= '1' when img_hctr>=16 and img_hctr<48 else '0' ;
img_led232_col2 <= '1' when img_hctr>=80 and img_hctr<112 else '0' ;
img_led232_col3 <= '1' when img_hctr>=144 and img_hctr<176 else '0' ;
img_led232_col4 <= '1' when img_hctr>=208 and img_hctr<240 else '0' ;
img_led232_col5 <= '1' when img_hctr>=272 and img_hctr<304 else '0' ;
img_led232_col6 <= '1' when img_hctr>=336 and img_hctr<368 else '0' ;
img_led232_row <='1' when vctr>=144 and vctr<146 else '0' ;
img_led232_1 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col1='1' else '0' ;
img_led232_2 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col2='1' else '0' ;
img_led232_3 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col3='1' else '0' ;
img_led232_4 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col4='1' else '0' ;
img_led232_5 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col5='1' else '0' ;
img_led232_6 <='1' when img_led232_row='1' and img_led232_col6='1' else '0' ;
img_led_col <= '1' when img_hctr>=33 and img_hctr<64 else '0' ;
img_led_1 <= '1' when vctr>=153 and vctr<156 and img_led_col='1' else '0' ;
img_led_2 <= '1' when vctr>=173 and vctr<176 and img_led_col='1' else '0' ;
img_led_3 <= '1' when vctr>=193 and vctr<196 and img_led_col='1' else '0' ;
img_led_4 <= '1' when vctr>=213 and vctr<216 and img_led_col='1' else '0' ;
img_valid <= '1' when img_hact='1' and img_vact='1' and skin='1' else '0' ;
process(clk42)
begin
if rising_edge(clk42) then
if ce = '1' then
if overscan = "10" then
hb <= not hdisp;
vb <= not vdisp;
else
if overscan = "01" then
hb <= not pthdisp;
vb <= not ptvdisp;
else
hb <= not hact;
vb <= not vact;
end if;
end if;
if hact='1' and (vact='1' or vdebug='1') then
if hpos=5 then
hpos <= "000";
vaHoriz <= vaHoriz+1;
if (widemode = '0' or vaHoriz(0) = '0' or vdebug='1') then -- no wide mode in debug mode
shiftReg <= chrGrap;
else
shiftReg <= shiftReg(6 downto 0) & '0';
end if;
else
if (widemode = '0' or ( hpos(0) = '1') or vdebug='1') then -- if widemode, only shift half the time
shiftReg <= shiftReg(6 downto 0) & '0';
end if;
hpos <= hpos+1;
end if;
screen<= '1';
else
screen<= '0';
hpos <= "101";
vaHoriz <= "000000";
shiftReg <= "00000000"; -- keep it clear
if vctr=0 then
-- new frame
vaVert<= "0000";
vpos <= "0000";
img_vctr <= (others=>'0') ;
elsif (vact='1' or vdebug='1') and hctr=hstart+hsize+2 then
-- end of a scanline
if vpos=11 then
vpos <= "0000";
if (vdebug='0') then
vaVert <= vaVert+1;
end if;
else
vpos <= vpos+1;
end if;
end if;
end if;
if (hctr=511) then
img_hctr<=(others=>'0') ;
if (vctr=40 or vctr=138 or vctr=150 or vctr=170 or vctr=190 or vctr=210) then -- origins of img parts in the page
img_vctr<=(others=>'0') ;
else
img_vctr<=img_vctr+1 ;
end if ;
end if;
end if;
-- clock*4 here for Hires Skin pict
if (hctr>511) then
img_hctr<=img_hctr+1 ;
end if ;
end if;
end process;
rgbi <= border when screen='0' else paper when shiftReg(5)='0' else dashbrd when vdebug='1' else ink ;
end Behavioral;
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