verilog 写一个卷积

下面是一个简单的 Verilog 模块，实现了 3x3 的卷积操作：

module convolution(input clk,
                   input rst,
                   input signed [7:0] in_data,
                   output signed [15:0] out_data);

  parameter WIDTH = 3;
  parameter HEIGHT = 3;
  parameter KERNEL = {1, 2, 1, 2, 4, 2, 1, 2, 1};

  reg signed [7:0] buffer [0:HEIGHT-1][0:WIDTH-1];
  reg signed [15:0] sum;
  reg [7:0] i, j;

  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      sum <= 0;
      i <= 0;
      j <= 0;
      buffer <= 0;
    end else begin
      buffer[i][j] <= in_data;

      if (j == WIDTH-1) begin
        if (i == HEIGHT-1) begin
          // convolution
          sum <= 0;
          for (i = 0; i < HEIGHT; i = i + 1) begin
            for (j = 0; j < WIDTH; j = j + 1) begin
              sum <= sum + buffer[i][j] * KERNEL[i*WIDTH+j];
            end
          end
          out_data <= sum;
        end else begin
          i <= i + 1;
          j <= 0;
        end
      end else begin
        j <= j + 1;
      end
    end
  end

endmodule

模块的输入包括时钟信号 `clk`、异步复位信号 `rst`、输入数据 `in_data`（8 位有符号数），输出数据 `out_data`（16 位有符号数）。模块中使用了三个参数：卷积核宽度 `WIDTH`、卷积核高度 `HEIGHT`、卷积核 `KERNEL`（按行优先存储）。在模块中使用了一个二维数组 `buffer` 存储输入数据，以便进行卷积操作。模块中的计算逻辑在时钟上升沿时执行，包括将输入数据存储到 `buffer` 中、判断是否进行卷积操作、执行卷积操作、将结果输出到 `out_data` 中。