Vivado实现图像去噪芯片设计代码和激励信号代码

时间: 2024-01-09 10:03:37 浏览: 28
实现图像去噪的芯片设计通常需要使用FPGA进行实现,而Vivado是一款常用的FPGA设计工具,以下是一个简单的图像去噪设计的代码示例和激励信号代码示例。 图像去噪芯片设计代码示例: ``` library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.NUMERIC_STD.ALL; entity denoiser is Port ( clk : in STD_LOGIC; rst : in STD_LOGIC; input_valid : in STD_LOGIC; input_pixel : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0); output_valid : out STD_LOGIC; output_pixel : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end denoiser; architecture Behavioral of denoiser is -- 缓存区大小 constant BUFFER_SIZE : integer := 9; -- 图像像素类型 type pixel_type is array (0 to BUFFER_SIZE-1) of STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0); -- 像素缓存区 signal pixel_buffer : pixel_type := (others => (others => '0')); -- 输出像素 signal output_pixel_reg : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0) := (others => '0'); -- 内部时钟计数器 signal clock_counter : integer range 0 to BUFFER_SIZE-1 := 0; -- 内部行计数器 signal row_counter : integer range 0 to 479 := 0; -- 内部列计数器 signal col_counter : integer range 0 to 639 := 0; -- 图像像素总数 constant PIXEL_COUNT : integer := 480 * 640; -- 当前像素是否为边缘像素 function is_edge_pixel(row : integer; col : integer) return boolean is begin if (row = 0 or row = 479 or col = 0 or col = 639) then return true; else return false; end if; end function; -- 将像素插入缓存区 procedure insert_pixel(pixel : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0)) is begin pixel_buffer(clock_counter) <= pixel; clock_counter <= clock_counter + 1; if (clock_counter = BUFFER_SIZE) then clock_counter <= 0; end if; end procedure; -- 获取缓存区像素 function get_pixel(row : integer; col : integer) return pixel_type is variable pixels : pixel_type; begin if (is_edge_pixel(row, col)) then pixels := (others => (others => '0')); else pixels(0) := pixel_buffer(0); pixels(1) := pixel_buffer(1); pixels(2) := pixel_buffer(2); pixels(3) := pixel_buffer(3); pixels(4) := pixel_buffer(4); pixels(5) := pixel_buffer(5); pixels(6) := pixel_buffer(6); pixels(7) := pixel_buffer(7); pixels(8) := pixel_buffer(8); end if; return pixels; end function; begin process(clk) variable sum : integer range 0 to 255 := 0; variable count : integer range 0 to 8 := 0; begin if (rising_edge(clk)) then if (rst = '1') then pixel_buffer <= (others => (others => '0')); output_pixel_reg <= (others => '0'); clock_counter <= 0; row_counter <= 0; col_counter <= 0; output_valid <= '0'; else if (input_valid = '1') then insert_pixel(input_pixel); if (col_counter = 639) then row_counter <= row_counter + 1; col_counter <= 0; else col_counter <= col_counter + 1; end if; end if; if (clock_counter = 0 and row_counter >= 1 and row_counter <= 478 and col_counter >= 1 and col_counter <= 638) then for i in 0 to BUFFER_SIZE-1 loop sum := sum + to_integer(unsigned(pixel_buffer(i))); count := count + 1; end loop; output_pixel_reg <= std_logic_vector(to_unsigned(sum/count, 8)); output_valid <= '1'; else output_valid <= '0'; end if; end if; end if; end process; output_pixel <= output_pixel_reg; end Behavioral; ``` 激励信号代码示例: ``` library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.NUMERIC_STD.ALL; entity denoiser_tb is end denoiser_tb; architecture Behavioral of denoiser_tb is -- 时钟信号 signal clk : STD_LOGIC := '0'; -- 复位信号 signal rst : STD_LOGIC := '1'; -- 输入像素有效信号 signal input_valid : STD_LOGIC := '0'; -- 输入像素 signal input_pixel : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0) := (others => '0'); -- 输出像素有效信号 signal output_valid : STD_LOGIC; -- 输出像素 signal output_pixel : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0); begin -- 实例化待测设计 uut : entity work.denoiser Port map (clk => clk, rst => rst, input_valid => input_valid, input_pixel => input_pixel, output_valid => output_valid, output_pixel => output_pixel); -- 时钟信号生成 clk_process : process begin while true loop clk <= not clk; wait for 10 ns; end loop; end process; -- 复位信号生成 rst_process : process begin rst <= '1'; wait for 100 ns; rst <= '0'; wait; end process; -- 输入像素生成 input_process : process begin input_valid <= '0'; wait for 200 ns; for i in 0 to 479 loop for j in 0 to 639 loop input_valid <= '1'; input_pixel <= std_logic_vector(to_unsigned(integer(random(255)), 8)); wait for 10 ns; input_valid <= '0'; wait for 10 ns; end loop; end loop; wait; end process; -- 输出像素检查 output_process : process begin wait for 1000 ns; for i in 0 to 479 loop for j in 0 to 639 loop wait until output_valid = '1'; assert output_pixel = input_pixel report "Output pixel does not match input pixel" severity error; wait for 10 ns; end loop; end loop; wait; end process; end Behavioral; ```

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