FPGA滑动窗口算法

FPGA滑动窗口算法是一种基于图像滑动窗口的运算，非常适合在FPGA中进行流水线实时高效处理。其中，最基础的工作就是在FPGA中设计一个滑动窗口模块。在实现滑动窗口算法时，需要考虑边界处理的问题。常见的边界处理方法有边界复制和边界镜像两种方法。

从FPGA实现角度和窗口运算结果而言，边界复制是最佳的选择。既能保证运算结果，又便于在FPGA中实现。边界镜像方法由于镜像复制机制设计更为复杂，会消耗更多的FPGA资源，因此不作为首选。

以下是一个简单的FPGA滑动窗口算法的实现示例：

module sliding_window(input clk, input rst, input [7:0] data_in, output [7:0] data_out);

parameter WIDTH = 3;
parameter HEIGHT = 3;

reg [7:0] window [0:WIDTH-1][0:HEIGHT-1];
reg [7:0] data_out_reg;
integer i, j;

always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
        for (i = 0; i < WIDTH; i = i + 1) begin
            for (j = 0; j < HEIGHT; j = j + 1) begin
                window[i][j] <= 0;
            end
        end
        data_out_reg <= 0;
    end else begin
        for (i = 0; i < WIDTH-1; i = i + 1) begin
            for (j = 0; j < HEIGHT; j = j + 1) begin
                window[i][j] <= window[i+1][j];
            end
        end
        for (j = 0; j < HEIGHT; j = j + 1) begin
            window[WIDTH-1][j] <= data_in;
        end
        data_out_reg <= window[0][0];
        for (i = 0; i < WIDTH-1; i = i + 1) begin
            for (j = 0; j < HEIGHT-1; j = j + 1) begin
                window[i][j] <= window[i][j+1];
            end
            window[i][HEIGHT-1] <= window[i+1][HEIGHT-1];
        end
        for (j = 0; j < HEIGHT-1; j = j + 1) begin
            window[WIDTH-1][j] <= window[WIDTH-1][j+1];
        end
        window[WIDTH-1][HEIGHT-1] <= data_in;
    end
end

assign data_out = data_out_reg;

endmodule