Competição: Acelerador Blokus Duo
XVI Jornadas Sobre Sistemas Reconfiguráveis, Instituto Superior Técnico/ULisboa, 10 de Fevereiro 2020

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Regras do Blokus Duo

Fig.1: Tabuleiro Blokus Duo

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	a	b	c	d	e
1
2
3
4
5					S
6
7
8
9
a										S
b
c
d
e

Fig.2: Contacto canto-com-canto

Permitido									Proíbido
			o									o
			o	o								o	o
			o		h	h						o		h	h
		k	o		h	h					k	o		h	h
		k		s							k		s
		k		s	s	s					k		s	s	s
		k	k			s					k	k			s

Tabuleiro

Blokus Duo é jogado num tabuleiro 14x14, tal como ilustrado na Fig.1.

Peças

Cada jogador tem 21 peças diferentes (Fig.3). As rotações permitidas estão ilustradas na Fig.4.

Padrão de rotação da peça:

0: posição original
1: espelho em X (de #0)
2: rotação de 90º
3: espelho de X rodado 90º (espelho de #2 - roda primeiro, depois espelha)
4: rotação de 180º
5: espelho de X rodado 180º (espelho de #4)
6: rotação de 270º
7: espelho de X rodado 270º (espelho de #6)

Restrições aos posicionamento das peças

Regras básicas:

No início, os 2 jogadores têm as 21 peças. Cada jogador tem um conjunto de peças com uma cor diferente para poderem ser identificadas (ex. jogador A tem peças verdes e o jogador B tem peças vermelhas.) Cada jogador joga uma peça de cada vez.

Primeiro movimento:

Os jogadores devem ocupar uma das posições marcada por "S" na Fig.1, em (5,5) ou (a,a) na sua primeira jogada.

Contacto canto-com-canto:

Cada peça jogada tem de ter pelo menos um contacto canto-com-canto com uma peça da mesma cor. Cada peça jogada NÃO pode ter contacto face-com-face com outra peça da mesma cor. Pode haver contacto face-com-face entre peças de cores diferentes. Por exemplo a situação no lado direito da Fig.2 não cumpre com a regra entre as peças vermelhas "k" e "o".

Pontuação

O jogo prossegue até que os dois jogadores passem a jogada, ou um dos jogadores coloque todas as suas peças, ou faça um movimento inválido.

• A pontuação é calculada no final do jogo, e é obtida pela contagem do número total de quadrados/casas nas peças que ficaram por colocar no tabuleiro. O jogador que colocar mais "casas" ganha, independentemente do número de peças.

  Exemplo: se no final do jogo o jogador A ficar com 2 peças um Monomino e Domino (total 3 casas), e o jogador B ficar apenas com 1 Tetrominode (total 4 casas). Ganha o jogador A.

• Existe um bónus de 15 pontos se todas as peças forem colocadas, ou 20 pontos se a última peça for o monomino a).
• A jogada inválida implica perder o jogo imediatamente.

Fig.3: Tipos de peças.

Monomino:										Domino:										Trominoes:										Tetrominodes:
a:										b:										c:			d:							e:			f:				g:				h:				i:
Pentominoes:
j:			k:				l:				m:				n:				o:				p:				q:					r:					s:					t:					u:

Fig.4 Padrões de rotação da peça "t"

0:					1:					2:					3:					4:					5:					6:					7:

Protocolo de comunicação

Fig.5: Exemplo de código de 4 letras: a4t3

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	a	b	c	d	e
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a
b
c
d
e

As placas comunicam com o computador do árbitro num porto RS-232 via USB. Neste porto, cada placa deve enviar o seu identificador antes do início do jogo, o movimento em cada jogada, e receber o movimento do oponente.

O canal série deve ser configurado para a velocidade de 115200 bps, sem paridade e 1 stop bit. Toda a comunicação é feita usando caracteres ASCII (case sensitive).

Código de 4 letras

A competição Blokus Duo usa uma codificação de 4 letras para representar uma jogada da placa para o árbitro.

As quatro letras do código representam [X, Y, código do tipo de peça, padrão de rotação da peça]. As "coordenadas X e Y" são definidas em 1-9 e a-e (minúscula) tal como na Fig.1 e 5, e indicam o "centro" da peça a ser jogada, indicada a cinza na Fig.3. O "código do tipo de peça" indica a peça jogada, ver Fig.2, usando uma letra minúscula. A última letra indica a orientação da peça, tal como na Fig.4.

Fig.5 é o exemplo do código de 4 letras "a4t3" no tabuleiro.

"0000" é um código especial que significa "passar a vez".

Protocolo de Comunicação (Preliminar: versão 0.0, 14 Set 2017)

Nota importante: Este é uma versão preliminar do protocolo e pode ainda sofrer alterações.

O canal série deve ser configurado para 115200 bps, sem paridade e 1 stop bit. Toda a comunicação é feita usando caracteres ASCII (case sensitive).

Iniciação:

O árbitro envia "0" para as 2 placas. Cada FPGA deve responder com "1XX" em 1 segundo, onde XX corresponde ao identificador da equipa (atribuído pela organização).

Primeira jogada:

O árbitro envia "25" ou "2A" para obter a jogada do primeiro jogador. "25" significa que o primeiro movimento deve ser feito na posição (5,5) e "2A" para a posição (a,a). A FPGA deve responder com um código de 4 caracteres em 1 segundo.

Segunda jogada:

De seguida, o árbitro envia "35XXXX" ou "3AXXXX" para obter a jogada do segundo jogador. "35" significa que o primeiro movimento deve ser feito na posição (5,5) e "3A" para a posição (a,a). A FPGA deve responder com um código de 4 caracteres em 1 segundo. "XXXX" corresponde à jogada do primeiro jogador.

Jogadas seguintes:

O árbitro envia "4XXXX" (onde "XXXX" é o código da última jogada do oponente). A placa deve responder com um código de 4 caracteres em 1 segundo.

Passar a vez:

Se o jogador não conseguir realizar uma jogada válida, após receber "3XXXX", deve enviar o código "0000" para o árbitro em 1 segundo. Exceder o período de 1 segundo implica eliminação imediata do jogo.

Fim do jogo:

O árbitro envia "9" para indicar fim do jogo. Se for realizado outro jogo, o árbitro envia "0". (caso seja necessário é possível reiniciar a placa após o final do jogo – hard reset).

O protocolo / codigos estão sumarizados na tabela 1.

Tabela 1: Resumo dos códigos de comunicação

Código	Enviado por	Descrição	Código de resposta
0	Árbitro	Code 0 initiates the match.	Código 1
1XX	FPGA	Resposta ao código 0 XX: ID da equipa.	nenhum
2X	Árbitro	Pedido da primeira jogada do primeiro jogador. X: "5" para o jogador que joga em (5,5) e "A" para (a,a).	Código de 4 letras
3XYYYY	Árbitro	Pedido da primeira jogada do segundo jogador. X: "5" para o jogador que joga em (5,5) e "A" para (a,a). YYYY: jogada do adversário.	Código de 4 letras
4XXXX	Árbitro	Pedido de jogada. XXXX: jogada do adversário.	Código de 4 letras
9	Árbitro	Fim de jogo. Código "0" pode ser dado.	nenhum

Exemplo the comunicação FPGA-Arbitro-FPGA

Um exemplo de uma sequência de mensagens e resultado no tabuleiro são mostraddos na Tabela 2 e Fig.6. Os IDs das equipas 1 e 2 são "AA" e "BB", respectivamente. A primeira equipa a jogar é a equipa 1.

Fig.6: Estado do tabuleiro após a mensagem #12 da Tabela 2.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	a	b	c	d	e
1	1	1	1	1		1	2	2
2	1				1				2
3					1				2
4					1				2
5					1				2
6									2
7										2
8										2
9										2
a										2
b
c
d
e

Tabela 2: Exemplo de uma sequência de mensagens entre a equipa/FPGA 1, 2 e o árbitro

# Seq	De: Árbitro Para: FPGA 1	De: FPGA 1 Para: Árbitro	De: Árbitro Para: FPGA 2	De: FPGA 2 Para : Árbitro
1	0		0
2		1AA		1BB
3	25
4		53e0
5			3A53e0
6				a8e0
7	4a8e0
8		21k7
9			421k7
10				94j0
11	494j0
12		61a0
13			461a0
14				71b3
15	471b3
(o jogo continua)

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