====== b16-CPU ======

Der [[http://www.bernd-paysan.de/b16.html|b16]] ist eine kleine, von Chuck Moore's Prozessoren inspirierte Forth-CPU. Im Rahmen des Altera-DE1-Projekts der Forth-Gesellschaft läuft das Projekt in einem [[http://subversion.tigris.org/|Subversion]]-[[http://www.forth-ev.de/repos/b16-small/|Repository]] auf dem FG-Server.

===== Benutzung =====

Benötigt wird

  * Altera DE1 Entwicklungsboard
  * RS232-Schnittstelle oder USB-Wandler auf RS232
  * Quartus 9.0 Web Edition (läuft leider nur unter Windows)

Auschecken des Repository mit

  git clone https://github.com/forthy42/b16-small.git

oder

  git clone https://gitlab.com/forthy42/b16-small.git

Das dort enthaltene Projekt b16 einfach übersetzen, und auf's FPGA hochladen - damit läuft dann auch schon das Testprogramm.

===== Debugger =====

Den Debugger starten mit

  xbigforth b16.m test.asm

oder einer anderen Assembler-Datei. Das sollte dann aussehen wie folgt:

{{ :projects:b16:b16-debugger.png }}

Das Debugger-Fenster teilt sich in drei Teile: Oben ist ein Tool, um den Speicher zu lesen oder zu ändern, in der Mitte ist der Debugger, der Register anzeigt und Start/Stop/Single Step (//n// Stück) erlaubt, und unten ist der Editor der Assembler-Datei. Dateien kann man laden/speichern/hochladen (Icons an der linken Seite). Die übersetzte Datei wird rechts mit Adressen annotiert; klickt man eine Adresse an, so setzt man einen Breakpoint (es gibt genau einen solchen Breakpoint).

===== Address Map =====

Der b16 im Projekt hat folgende Adressbelegung:

^Start  ^Ende  ^Belegung  ^
|0000   |1FFF  |Externes SRAM, 1 Wait-State               |
|2000   |3FFF  |Internes SRAM, 0 Wait-States, vorbelegt   |
|4000   |FEFF  |Externes SRAM, 1 Wait-State               |
|FF00   |FFFF  |Special Function Register                 |

Die Reset-Adresse ist bei 3FFE.

==== Register Map ====

^Adresse  ^Name     ^Bedeutung          ^Reset-Wert  ^
|FF00     |LED7     |7-Segment-Anzeige  |0000        |
|FF08     |IRQMASK  |Interrupt-Maske    |01          |
|FF09     |IRQACT   |Interrupt-Aktiv    |01          |
|FF10     |TVAL0    |Timer Compare high |0000        |
|FF12     |TVAL1    |Timer Compare low  |0000        |
|FF14     |TIMERVAL0  |Timer high       |0000        |
|FF16     |TIMERVAL1  |Timer low        |0000        |
|FF20     |GPIO00   |GPIO0 MSB (35..32) |...0        |
|FF22     |GPIO01   |GPIO0 mitte (31..16)  |0000     |
|FF24     |GPIO02   |GPIO0 LSB (15..0)  |0000        |
|FF28     |GPIO00t  |GPIO0 dir MSB (35..32) |...0        |
|FF2A     |GPIO01t  |GPIO0 dir mitte (31..16)  |0000     |
|FF2C     |GPIO02t  |GPIO0 dir LSB (15..0)  |0000        |
|FF30     |GPIO10   |GPIO1 MSB (35..32) |...0        |
|FF32     |GPIO11   |GPIO1 mitte (31..16)  |0000     |
|FF34     |GPIO12   |GPIO1 LSB (15..0)  |0000        |
|FF38     |GPIO10t  |GPIO1 dir MSB (35..32) |...0        |
|FF3A     |GPIO11t  |GPIO1 dir mitte (31..16)  |0000     |
|FF3C     |GPIO12t  |GPIO1 dir LSB (15..0)  |0000        |

GPIO Direction ist 0 für Input, 1 für Output. Der Timer wird jeden Takt um 1 erhöht, bleibt aber stehen, wenn die CPU mit dem Debugger angehalten wird. Die symbolischen Adressen lassen sich mit ''include regmap.asm'' laden.