用verilog编写axi stream接口的图像缩放算法

时间: 2023-11-27 19:52:15 浏览: 37
以下是一个基于AXI Stream接口的图像缩放算法的Verilog实现,其中采用了双线性插值法来实现图像缩放: ```verilog module image_scaler ( input aclk, // Clock input aresetn, // Asynchronous reset input s_axi_aclk, // AXI Stream clock input s_axi_aresetn, // AXI Stream reset input [31:0] s_axi_awaddr, // Write address input [7:0] s_axi_awlen, // Write burst length input [2:0] s_axi_awsize, // Write burst size input [1:0] s_axi_awburst, // Write burst type input [1:0] s_axi_awcache, // Write cache type input [3:0] s_axi_awprot, // Write protection type input s_axi_wready, // Write ready input [31:0] s_axi_wdata, // Write data input [3:0] s_axi_wstrb, // Write strobe input s_axi_bready, // Write response ready output [1:0] s_axi_bresp, // Write response input [31:0] s_axi_araddr, // Read address input [7:0] s_axi_arlen, // Read burst length input [2:0] s_axi_arsize, // Read burst size input [1:0] s_axi_arburst, // Read burst type input [1:0] s_axi_arcache, // Read cache type input [3:0] s_axi_arprot, // Read protection type input s_axi_rready, // Read response ready output [31:0] s_axi_rdata, // Read data output s_axi_rvalid, // Read response valid output [1:0] s_axi_rresp, // Read response input s_axi_rlast, // Read last input [7:0] input_width, // Input image width input [7:0] input_height, // Input image height input [31:0] input_start_addr, // Input image start address input [7:0] output_width, // Output image width input [7:0] output_height, // Output image height input [31:0] output_start_addr // Output image start address ); parameter DATA_WIDTH = 32; // Calculate scale factors localparam SCALE_FACTOR_X = input_width / output_width; localparam SCALE_FACTOR_Y = input_height / output_height; reg [DATA_WIDTH-1:0] pixel_buffer [0:SCALE_FACTOR_X-1][0:SCALE_FACTOR_Y-1]; // Buffer to hold pixels for interpolation reg [31:0] input_address = input_start_addr; reg [31:0] output_address = output_start_addr; reg [7:0] input_x = 0; reg [7:0] input_y = 0; reg [7:0] output_x = 0; reg [7:0] output_y = 0; reg [1:0] rresp = 0; integer i, j; reg [DATA_WIDTH-1:0] p00, p01, p10, p11; reg [DATA_WIDTH-1:0] p0x, p1x, px0, px1, pxy; always @(posedge aclk or negedge aresetn) begin if (~aresetn) begin input_address <= input_start_addr; output_address <= output_start_addr; input_x <= 0; input_y <= 0; output_x <= 0; output_y <= 0; rresp <= 0; end else begin // Write data to buffer if (s_axi_wready && (s_axi_awburst == 1'b1)) begin pixel_buffer[s_axi_awaddr[2:0]][s_axi_awaddr[6:3]] <= s_axi_wdata; s_axi_bresp <= 0; end else if (!s_axi_wready && (s_axi_awburst == 1'b1)) begin s_axi_bresp <= 2'b10; // Slave not ready end else if (s_axi_wready && (s_axi_awburst == 1'b0)) begin pixel_buffer[s_axi_awaddr[2:0]][s_axi_awaddr[6:3]] <= s_axi_wdata; s_axi_awaddr <= s_axi_awaddr + 4; s_axi_awlen <= s_axi_awlen - 1; if (s_axi_awlen == 0) begin s_axi_bresp <= 0; end } // Read data from buffer if (s_axi_rready) begin s_axi_rdata <= pixel_buffer[output_x % SCALE_FACTOR_X][output_y % SCALE_FACTOR_Y]; s_axi_rvalid <= 1; s_axi_rlast <= (output_x == output_width-1) && (output_y == output_height-1); s_axi_rresp <= rresp; if (s_axi_rlast) begin output_x <= 0; output_y <= 0; output_address <= output_address + 4; end else begin output_x <= output_x + 1; if (output_x == output_width-1) begin output_x <= 0; output_y <= output_y + 1; end end } else begin s_axi_rvalid <= 0; s_axi_rlast <= 0; s_axi_rresp <= 0; } // Interpolate pixels if ((input_x < input_width) && (input_y < input_height)) begin p00 = $readmemh({input_address, 2'h0})[31:0]; p01 = $readmemh({input_address+4, 2'h0})[31:0]; p10 = $readmemh({input_address+(input_width*4), 2'h0})[31:0]; p11 = $readmemh({input_address+(input_width*4)+4, 2'h0})[31:0]; p0x = (input_x+1)*p01 + (input_width-input_x-1)*p00; p1x = (input_x+1)*p11 + (input_width-input_x-1)*p10; px0 = (input_y+1)*p10 + (input_height-input_y-1)*p00; px1 = (input_y+1)*p11 + (input_height-input_y-1)*p01; pxy = (input_x+1)*(input_y+1)*p11 + (input_width-input_x-1)*(input_y+1)*p10 + (input_x+1)*(input_height-input_y-1)*p01 + (input_width-input_x-1)*(input_height-input_y-1)*p00; pixel_buffer[input_x % SCALE_FACTOR_X][input_y % SCALE_FACTOR_Y] <= pxy; end // Advance input address if ((input_x < input_width) && (input_y < input_height)) begin input_x <= input_x + SCALE_FACTOR_X; if (input_x >= input_width) begin input_x <= 0; input_y <= input_y + SCALE_FACTOR_Y; if (input_y >= input_height) begin input_y <= 0; input_address <= input_address + (input_width*4); end end } // Check for read response errors if (s_axi_rvalid && !s_axi_rready) begin rresp <= 2'b10; // Slave not ready end else if (!s_axi_rvalid && s_axi_rready) begin rresp <= 2'b11; // Data not available end else begin rresp <= 2'b00; end end end endmodule ``` 上述代码包含了AXI Stream接口的所有信号,包括写地址、写数据、写响应、读地址、读数据、读响应等。在算法实现中,通过双线性插值法实现图像缩放,并使用一个缓冲区存储待插值的像素。该算法支持一次写入多个像素,可以通过一次写入多个像素来提高效率。

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