1 /*  2 date : 2014/10/21  3 version : QuartusII 14.0 + DE1-SOC(cycloneV)  4 function: 输入两个点 Xmax = 1023  Ymax = 511 ，计算出中间点的坐标   5   6 说明 : (1)1023=0x3ff  (10bit)    511 = 0x1ff (9bit)  7        (2)直线方程： y=kx+m ;  8        (3)第116行 装载Ymin值的时候-1， 要求输入Ymin不可以小于1：如  9 果这个地方不剪掉1，会导致输出有(Ymax-Ymin)个脉冲的延时 10        (4)现象三的原因是 144 行的判定方法导致。判定当前点为合适点的 11 方式是第二次离直线最近，第一次prev2_dm 较大，第三次curr_dm也较大，116 12 行不减1就无法满足“远，近，远”的判定，从而一直扫到最后都找不到合适点。 13        (5)本程序的计算方式是最直接的运算，计算量大，浪费硬件资源，更 14 好的算法等待大家的指点 15        (6)由于计算输出延时了三个周期，如150行，所以最后三个点无法覆盖到。 16 */ 17  18  19 module line ( 20             clock , 21             reset , 22             xs_in ,        //输入的X 点的起始坐标 23             ys_in ,        // 输入的Y 点的起始坐标  24             xe_in ,        //输入X点的终止坐标 25             ye_in ,        //输入Y 点的终止坐标 26             in_en ,        //当前输入信号有效标志    1:有效    0:无效 27              28             x_ou,         //输出的X 点的坐标  29             y_ou,         // 输出的Y 点的坐标   30             fini_flag     //计算完成标志位 31             ); 32   input         clock ,reset  ;  33   input         in_en ;  34   input [9:0]     xs_in  ,xe_in ; 35   input [8:0]     ys_in  ,ye_in ;  36    37   output reg [9:0]    x_ou ;  38   output reg [8:0]    y_ou ;  39   output reg        fini_flag ;  40    41   wire signed [15:0] dx  ;     // X方向上的变化量 42   wire signed [15:0] dy  ;     //Y方向上的变化量   43   reg signed  [15:0] line_k ;  // 用来存储线条的斜率         44   reg signed  [15:0]  line_m ;  // 直线的常数项  45   reg signed  [15:0]  curr_m ;     //当前m值 46   reg         [15:0]  curr_dm ; //当前的m偏差量 47   reg         [15:0]  prev1_dm ; //上一次的m偏差量 48   reg         [15:0]  prev2_dm ; //上上一次m的偏差量 49   reg                    point_flag ; //找到当前最近点的标志位     50    51   wire signed  [9:0] Xmin ;  52   wire signed  [9:0] Xmax ;  53   wire signed  [8:0] Ymin ;  54   wire signed  [8:0] Ymax ;  55  56   assign dx = xe_in-xs_in;  //得出X方向上的差值 57   assign dy = ye_in-ys_in;  //得出Y方向上的差值 58    59    60   //求得所需的直线就在这么一个矩形框内，针对这个矩形框进行运算 61   assign Xmin = (xs_in<xe_in)? xs_in : xe_in ; 62   assign Xmax = (xs_in<xe_in)? xe_in : xs_in ; 63   assign Ymin = (ys_in<ye_in)? ys_in : ye_in ; 64   assign Ymax = (ys_in<ye_in)? ye_in : ys_in ; 65    66   //绝对值函数 67   function [15:0] abs (input signed[15:0] data1,  input signed [15:0] data2 ); 68         abs = (data1>data2) ? (data1-data2):(data2-data1); 69   endfunction  70          71 //*********斜率的计算，并且扩大了2^6次方倍，并得出M值的2^6倍的大小******************   72   always @ (posedge clock) 73         if(!in_en) 74             begin  75                     //line_k <= 16‘d0 ; 76                     //line_m <= 16‘d0 ; 77             end  78         else  79             begin  80                     line_k <= (dy<<6)/(dx) ;  81                     line_m <= (ye_in<<6) - line_k*xe_in ;  82             end  83              84 reg  [9:0] x_cnt ;        // X 坐标计数 85 reg  [8:0] y_cnt ;        // Y 坐标计数 86 //*********************矩形框X方向上计数*********************************     87 always @ (posedge clock ) 88     if(!reset)              89             begin  90                     x_cnt     <= 10‘d0 ;  91                     fini_flag <= 1‘d0  ;  92             end  93     else if (in_en) //装载Xmin值 94             begin  95                     x_cnt     <= Xmin + 10‘d1 ; 96                     fini_flag <= 1‘d0  ;  97             end  98     else if (x_cnt == Xmax) //矩形框扫描完毕    99             begin 100                     fini_flag <= 1‘d1  ;101             end 102     else if ((y_cnt==Ymax)||(point_flag))  //列扫描完毕，x+1 103             begin 104                     x_cnt     <= x_cnt + 10‘d1 ; 105                     fini_flag <= 1‘d0 ; 106             end 107 108 //********************矩形框Y方向上计数 **************            109 always @ (posedge clock )110     if(!reset)             111             begin 112                     y_cnt   <= 9‘d0 ; 113             end 114     else if (in_en)  //装载Ymin值115             begin 116                     y_cnt   <= Ymin - 9‘d1 ;117             end 118     else if ((y_cnt == Ymax)||(point_flag)) //列扫描完毕重新装载运算     119             begin 120                     y_cnt     <= Ymin ;121             end 122     else     begin 123                     y_cnt   <= y_cnt + 9‘d1 ; 124             end 125 126   always @ (posedge clock )127     if ((!reset) || (in_en))  128             begin 129                     x_ou       <= 10‘d0 ; 130                     y_ou       <= 9‘d0  ; 131                     point_flag <= 1‘d0  ;132                     prev1_dm   <= 16‘d0 ;133                     prev2_dm   <= 16‘d0 ;134                     curr_dm    <= 16‘d0 ;  135             end 136     else if (!fini_flag)137             begin 138                     //point_flag <= 1‘d0 ;139                     curr_m  <= (y_cnt<<6)-(x_cnt*line_k) ;140                     prev1_dm <= curr_dm ;141                     prev2_dm <= prev1_dm;142                     curr_dm <= abs(curr_m , line_m) ;143                     if((prev1_dm<curr_dm) &&(prev1_dm < prev2_dm)) //当前点在远离直线，以上一次的点有效144                             begin145                                     point_flag <= 1‘d1 ; //找到最近点，x，y跳转，结束x列的查找146                                     prev1_dm   <= 16‘h00 ;147                                     curr_dm    <= 16‘h00 ;148                                     prev2_dm   <= 16‘h00 ;149                                     x_ou <= x_cnt; 150                                     y_ou <= y_cnt - 9‘d3 ;151                             end152                     else     point_flag <= 1‘d0 ;153             end 154     else    begin155                     point_flag <= 1‘d0 ;156                     prev1_dm   <= 16‘h00 ;157                     curr_dm    <= 16‘h00 ;158                     prev2_dm   <= 16‘h00 ;159                     x_ou       <= 10‘d0 ; 160                     y_ou       <= 9‘d0  ; 161             end 162 163 endmodule 

 1 `timescale 1ns/1ps 2  3  4 module line_tb ; 5  6 reg clock ,reset ;  7 reg in_en ; 8 reg [9:0] xs_in ,xe_in ; 9 reg [8:0] ys_in ,ye_in ; 10 11 wire [9:0] x_ou ; 12 wire [8:0] y_ou ; 13 wire       fini_flag ;14 15 16 line U1_line(17             .clock (clock),18             .reset (reset),19             .xs_in (xs_in),        20             .ys_in (ys_in),         21             .xe_in (xe_in),        22             .ye_in (ye_in),        23             .in_en (in_en),       24             25             .x_ou (x_ou),        26             .y_ou (y_ou),        27             .fini_flag (fini_flag)    28             );29 30 31 always  #10 clock = ~clock ; 32 33 initial 34     begin35             clock = 1‘d0 ; reset =1‘d0 ; in_en = 1‘d0 ; 36             xs_in = 10‘d0 ; xe_in = 10‘d0 ; 37             ys_in = 9‘d0  ; ye_in = 9‘d0 ; 38                 39             #40 reset = 1 ; in_en = 1 ; 40                 xs_in = 100 ; xe_in = 200 ; 41                 ys_in = 100 ; ye_in = 200 ; 42             #80 in_en = 0 ; 43             #80000 ;44             #50000 ;45             in_en = 1 ; 46             xs_in = 50 ; xe_in= 90 ; 47             ys_in = 120; ye_in= 20 ; 48             #80 in_en = 0 ; 49             #90000  $stop ; 50                 51     end 52 53 endmodule