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Rev Author Line No. Line
4 lvd 1
-- ****
2
-- T80(b) core. In an effort to merge and maintain bug fixes ....
3
--
4
--
5
-- Ver 300 started tidyup
6
-- MikeJ March 2005
7
-- Latest version from www.fpgaarcade.com (original www.opencores.org)
8
--
9
-- ****
10
--
11
-- Z80 compatible microprocessor core, asynchronous top level
12
--
13
-- Version : 0247
14
--
15
-- Copyright (c) 2001-2002 Daniel Wallner (jesus@opencores.org)
16
--
17
-- All rights reserved
18
--
19
-- Redistribution and use in source and synthezised forms, with or without
20
-- modification, are permitted provided that the following conditions are met:
21
--
22
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24
--
25
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--
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32
--
33
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42
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43
-- POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
44
--
45
-- Please report bugs to the author, but before you do so, please
46
-- make sure that this is not a derivative work and that
47
-- you have the latest version of this file.
48
--
49
-- The latest version of this file can be found at:
50
--      http://www.opencores.org/cvsweb.shtml/t80/
51
--
52
-- Limitations :
53
--
54
-- File history :
55
--
56
--      0208 : First complete release
57
--
58
--      0211 : Fixed interrupt cycle
59
--
60
--      0235 : Updated for T80 interface change
61
--
62
--      0238 : Updated for T80 interface change
63
--
64
--      0240 : Updated for T80 interface change
65
--
66
--      0242 : Updated for T80 interface change
67
--
68
--      0247 : Fixed bus req/ack cycle
69
--
70
 
71
library IEEE;
72
use IEEE.std_logic_1164.all;
73
use IEEE.numeric_std.all;
74
use work.T80_Pack.all;
75
 
76
entity T80a is
77
        generic(
78
                Mode : integer := 0     -- 0 => Z80, 1 => Fast Z80, 2 => 8080, 3 => GB
79
        );
80
        port(
81
                RESET_n         : in std_logic;
82
                CLK_n           : in std_logic;
83
                WAIT_n          : in std_logic;
84
                INT_n           : in std_logic;
85
                NMI_n           : in std_logic;
86
                BUSRQ_n         : in std_logic;
87
                M1_n            : out std_logic;
88
                MREQ_n          : out std_logic;
89
                IORQ_n          : out std_logic;
90
                RD_n            : out std_logic;
91
                WR_n            : out std_logic;
92
                RFSH_n          : out std_logic;
93
                HALT_n          : out std_logic;
94
                BUSAK_n         : out std_logic;
95
                A                       : out std_logic_vector(15 downto 0);
467 lvd 96
                D                       : inout std_logic_vector(7 downto 0);
97
                D_I             : in std_logic_vector(7 downto 0);
684 lvd 98
                D_O             : out std_logic_vector(7 downto 0);
99
                ResetPC         : in  std_logic_vector(15 downto 0);
100
                ResetSP         : in  std_logic_vector(15 downto 0)
467 lvd 101
 
4 lvd 102
        );
103
end T80a;
104
 
105
architecture rtl of T80a is
106
 
107
        signal CEN                  : std_logic;
108
        signal Reset_s              : std_logic;
109
        signal IntCycle_n   : std_logic;
110
        signal IORQ                 : std_logic;
111
        signal NoRead               : std_logic;
112
        signal Write                : std_logic;
113
        signal MREQ                 : std_logic;
114
        signal MReq_Inhibit : std_logic;
115
        signal Req_Inhibit  : std_logic;
116
        signal RD                   : std_logic;
117
        signal MREQ_n_i             : std_logic;
118
        signal IORQ_n_i             : std_logic;
119
        signal RD_n_i               : std_logic;
120
        signal WR_n_i               : std_logic;
121
        signal RFSH_n_i             : std_logic;
122
        signal BUSAK_n_i    : std_logic;
123
        signal A_i                  : std_logic_vector(15 downto 0);
124
        signal DO                   : std_logic_vector(7 downto 0);
125
        signal DI_Reg               : std_logic_vector (7 downto 0);        -- Input synchroniser
126
        signal Wait_s               : std_logic;
127
        signal MCycle               : std_logic_vector(2 downto 0);
128
        signal TState               : std_logic_vector(2 downto 0);
129
 
130
begin
131
 
132
        CEN <= '1';
133
 
134
        BUSAK_n <= BUSAK_n_i;
135
        MREQ_n_i <= not MREQ or (Req_Inhibit and MReq_Inhibit);
136
        RD_n_i <= not RD or Req_Inhibit;
137
 
138
        MREQ_n <= MREQ_n_i when BUSAK_n_i = '1' else 'Z';
139
        IORQ_n <= IORQ_n_i when BUSAK_n_i = '1' else 'Z';
140
        RD_n <= RD_n_i when BUSAK_n_i = '1' else 'Z';
141
        WR_n <= WR_n_i when BUSAK_n_i = '1' else 'Z';
142
        RFSH_n <= RFSH_n_i when BUSAK_n_i = '1' else 'Z';
143
        A <= A_i when BUSAK_n_i = '1' else (others => 'Z');
144
        D <= DO when Write = '1' and BUSAK_n_i = '1' else (others => 'Z');
145
 
467 lvd 146
        D_O <= DO when Write = '1' and BUSAK_n_i = '1' else (others => 'Z');
147
 
148
 
4 lvd 149
        process (RESET_n, CLK_n)
150
        begin
151
                if RESET_n = '0' then
152
                        Reset_s <= '0';
153
                elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then
154
                        Reset_s <= '1';
155
                end if;
156
        end process;
157
 
158
        u0 : T80
159
                generic map(
160
                        Mode => Mode,
161
                        IOWait => 1)
162
                port map(
163
                        CEN => CEN,
164
                        M1_n => M1_n,
165
                        IORQ => IORQ,
166
                        NoRead => NoRead,
167
                        Write => Write,
168
                        RFSH_n => RFSH_n_i,
169
                        HALT_n => HALT_n,
170
                        WAIT_n => Wait_s,
171
                        INT_n => INT_n,
172
                        NMI_n => NMI_n,
173
                        RESET_n => Reset_s,
684 lvd 174
                        BUSRQ_n => BUSRQ_n,                     BUSAK_n => BUSAK_n_i,
4 lvd 175
                        CLK_n => CLK_n,
176
                        A => A_i,
467 lvd 177
                        DInst => D_I, -- D -> D_I
4 lvd 178
                        DI => DI_Reg,
179
                        DO => DO,
180
                        MC => MCycle,
181
                        TS => TState,
684 lvd 182
                        IntCycle_n => IntCycle_n,
183
                        ResetPC    => ResetPC,
184
                        ResetSP    => ResetSP
185
                        );
4 lvd 186
 
187
        process (CLK_n)
188
        begin
189
                if CLK_n'event and CLK_n = '0' then
190
                        Wait_s <= WAIT_n;
191
                        if TState = "011" and BUSAK_n_i = '1' then
467 lvd 192
                                DI_Reg <= to_x01(D_I); -- D -> D_I
4 lvd 193
                        end if;
194
                end if;
195
        end process;
196
 
197
        process (Reset_s,CLK_n)
198
        begin
199
                if Reset_s = '0' then
200
                        WR_n_i <= '1';
201
                elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then
202
                        WR_n_i <= '1';
203
                        if TState = "001" then      -- To short for IO writes !!!!!!!!!!!!!!!!!!!
204
                                WR_n_i <= not Write;
205
                        end if;
206
                end if;
207
        end process;
208
 
209
        process (Reset_s,CLK_n)
210
        begin
211
                if Reset_s = '0' then
212
                        Req_Inhibit <= '0';
213
                elsif CLK_n'event and CLK_n = '1' then
214
                        if MCycle = "001" and TState = "010" then
215
                                Req_Inhibit <= '1';
216
                        else
217
                                Req_Inhibit <= '0';
218
                        end if;
219
                end if;
220
        end process;
221
 
222
        process (Reset_s,CLK_n)
223
        begin
224
                if Reset_s = '0' then
225
                        MReq_Inhibit <= '0';
226
                elsif CLK_n'event and CLK_n = '0' then
227
                        if MCycle = "001" and TState = "010" then
228
                                MReq_Inhibit <= '1';
229
                        else
230
                                MReq_Inhibit <= '0';
231
                        end if;
232
                end if;
233
        end process;
234
 
235
        process(Reset_s,CLK_n)
236
        begin
237
                if Reset_s = '0' then
238
                        RD <= '0';
239
                        IORQ_n_i <= '1';
240
                        MREQ <= '0';
241
                elsif CLK_n'event and CLK_n = '0' then
242
 
243
                        if MCycle = "001" then
244
                                if TState = "001" then
245
                                        RD <= IntCycle_n;
246
                                        MREQ <= IntCycle_n;
247
                                        IORQ_n_i <= IntCycle_n;
248
                                end if;
249
                                if TState = "011" then
250
                                        RD <= '0';
251
                                        IORQ_n_i <= '1';
252
                                        MREQ <= '1';
253
                                end if;
254
                                if TState = "100" then
255
                                        MREQ <= '0';
256
                                end if;
257
                        else
258
                                if TState = "001" and NoRead = '0' then
259
                                        RD <= not Write;
260
                                        IORQ_n_i <= not IORQ;
261
                                        MREQ <= not IORQ;
262
                                end if;
263
                                if TState = "011" then
264
                                        RD <= '0';
265
                                        IORQ_n_i <= '1';
266
                                        MREQ <= '0';
267
                                end if;
268
                        end if;
269
                end if;
270
        end process;
271
 
272
end;