verilog编程技巧

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了verilog编程技巧相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

FPGA/CPLD
的设计思想与技巧是一个非常大的话题,由于篇幅所限,本文仅介绍一些常用的设计思想与技巧,包括乒乓球操作、串并转换、流水线操作和数据接口的同步方法。
希望本文能引起工程师们的注意,如果能有意识地利用这些原则指导日后的设计工作,将取得事半功倍的效果!
乒乓操作

“ 乒乓操作 ” 是一个常常应用于数据流控制的处理技巧,典型的乒乓操作方法如图 1 所示。


乓操作的处理流程为:输入数据流通过 “ 输入数据选择单元 ”
将数据流等时分配到两个数据缓冲区,数据缓冲模块可以为任何存储模块,比较常用的存储单元为双口 RAM(DPRAM) 、单口 RAM(SPRAM)
、 FIFO 等。在第一个缓冲周期,将输入的数据流缓存到 “ 数据缓冲模块 1” ;在第 2 个缓冲周期,通过 “ 输入数据选择单元 ”
的切换,将输入的数据流缓存到 “ 数据缓冲模块 2” ,同时将 “ 数据缓冲模块 1” 缓存的第 1 个周期数据通过 “ 输入数据选择单元 ”
的选择,送到 “ 数据流运算处理模块 ” 进行运算处理;在第 3 个缓冲周期通过 “ 输入数据选择单元 ” 的再次切换,将输入的数据流缓存到
“ 数据缓冲模块 1” ,同时将 “ 数据缓冲模块 2” 缓存的第 2 个周期的数据通过 “ 输入数据选择单元 ” 切换,送到 “
数据流运算处理模块 ” 进行运算处理。如此循环。

乒乓操作的最大特点是通过 “ 输入数据选择单元 ”
和 “ 输出数据选择单元 ” 按节拍、相互配合的切换,将经过缓冲的数据流没有停顿地送到 “ 数据流运算处理模块 ”
进行运算与处理。把乒乓操作模块当做一个整体,站在这个模块的两端看数据,输入数据流和输出数据流都是连续不断的,没有任何停顿,因此非常适合对数据流进
行流水线式处理。所以乒乓操作常常应用于流水线式算法,完成数据的无缝缓冲与处理。

乒乓操作的第二个优点是
可以节约缓冲区空间。比如在 WCDMA 基带应用中, 1 个帧是由 15 个时隙组成的,有时需要将 1
整帧的数据延时一个时隙后处理,比较直接的办法是将这帧数据缓存起来,然后延时 1 个时隙进行处理。这时缓冲区的长度是 1
整帧数据长,假设数据速率是 3.84Mbps , 1 帧长 10ms ,则此时需要缓冲区长度是 38400
位。如果采用乒乓操作,只需定义两个能缓冲 1 个时隙数据的 RAM( 单口 RAM 即可 ) 。当向一块 RAM 写数据的时候,从另一块
RAM 读数据,然后送到处理单元处理,此时每块 RAM 的容量仅需 2560 位即可, 2 块 RAM 加起来也只有 5120 位的容量。

另外,巧妙运用乒乓操作还可以达到用低速模块处理高速数据流的效果。如图 2 所示,数据缓冲模块采用了双口 RAM ,并在 DPRAM
后引入了一级数据预处理模块,这个数据预处理可以根据需要的各种数据运算,比如在 WCDMA 设计中,对输入数据流的解扩、解扰、去旋转等。假设端口
A 的输入数据流的速率为 100Mbps ,乒乓操作的缓冲周期是 10ms 。以下分析各个节点端口的数据速率。

A端口处输入数据流速率为 100Mbps ,在第 1 个缓冲周期 10ms 内,通过 “ 输入数据选择单元 ” ,从 B1 到达 DPRAM1。 B1 的数据速率也是 100Mbps , DPRAM1 要在 10ms 内写入 1Mb 数据。同理,在第 2 个 10ms,数据流被切换到 DPRAM2 ,端口 B2 的数据速率也是 100Mbps , DPRAM2 在第 2 个 10ms 被写入 1Mb数据。在第 3 个 10ms ,数据流又切换到 DPRAM1 , DPRAM1 被写入 1Mb 数据。

仔细分析就会发现到第 3 个缓冲周期时,留给 DPRAM1 读取数据并送到 “ 数据预处理模块 1” 的时间一共是 20ms 。有的工程师困惑于DPRAM1 的读数时间为什么是 20ms ,这个时间是这样得来的:首先,在在第 2 个缓冲周期向 DPRAM2 写数据的 10ms 内,
DPRAM1 可以进行读操作;另外,在第 1 个缓冲周期的第 5ms 起 ( 绝对时间为 5ms 时刻 ) , DPRAM1 就可以一边向500K 以后的地址写数据,一边从地址 0 读数,到达 10ms 时, DPRAM1 刚好写完了 1Mb 数据,并且读了 500K数据,这个缓冲时间内 DPRAM1 读了 5ms ;在第 3 个缓冲周期的第 5ms 起 ( 绝对时间为 35ms 时刻 ) ,同理可以一边向
500K 以后的地址写数据一边从地址 0 读数,又读取了 5 个 ms ,所以截止 DPRAM1 第一个周期存入的数据被完全覆盖以前,DPRAM1 最多可以读取 20ms 时间,而所需读取的数据为 1Mb ,所以端口 C1 的数据速率为: 1Mb/20ms=50Mbps。因此, “ 数据预处理模块 1” 的最低数据吞吐能力也仅仅要求为 50Mbps 。同理, “ 数据预处理模块 2”的最低数据吞吐能力也仅仅要求为 50Mbps 。换言之,通过乒乓操作, “ 数据预处理模块 ”
的时序压力减轻了,所要求的数据处理速率仅仅为输入数据速率的 1/2 。

通过乒乓操作实现低速模块处理高速数据的实质是:通过 DPRAM 这种缓存单元实现了数据流的串并转换,并行用 “ 数据预处理模块 1” 和 “ 数据预处理模块 2” 处理分流的数据,是面积与速度互换原则的体现!

串并转换

串并转换是 FPGA
设计的一个重要技巧,它是数据流处理的常用手段,也是面积与速度互换思想的直接体现。串并转换的实现方法多种多样,根据数据的排序和数量的要求,可以选用
寄存器、 RAM 等实现。前面在乒乓操作的图例中,就是通过 DPRAM 实现了数据流的串并转换,而且由于使用了 DPRAM,数据的缓冲区可以开得很大,对于数量比较小的设计可以采用寄存器完成串并转换。如无特殊需求,应该用同步时序设计完成串并之间的转换。比如数据从串行到并行,数据排列顺序是高位在前,可以用下面的编码实现:
prl_temp<=prl_temp,srl_in;

其中, prl_temp 是并行输出缓存寄存器, srl_in 是串行数据输入。对于排列顺序有规定的串并转换,可以用 case 语句判断实现。对于复杂的串并转换,还可以用状态机实现。串并转换的方法比较简单,在此不必赘述。
流水线操作设计思想
首先需要声明的是,这里所讲述的流水线是指一种处理流程和顺序操作的设计思想,并非 FPGA 、 ASIC 设计中优化时序所用的 “Pipelining” 。

流水线处理是高速设计中的一个常用设计手段。如果某个设计的处理流程分为若干步骤,而且整个数据处理是 “ 单流向 ” 的,即没有反馈或者迭代运算,前一个步骤的输出是下一个步骤的输入,则可以考虑采用流水线设计方法来提高系统的工作频率。

流水线设计的结构示意图如图 3 所示。其基本结构为:将适当划分的 n个操作步骤单流向串联起来。流水线操作的最大特点和要求是,数据流在各个步骤的处理从时间上看是连续的,如果将每个操作步骤简化假设为通过一个 D触发器 ( 就是用寄存器打一个节拍 ) ,那么流水线操作就类似一个移位寄存器组,数据流依次流经 D触发器,完成每个步骤的操作。流水线设计时序如图 4 所示。

流水线设计的一个关键在于整个设计时序的合理安排,要求每个操作步骤的划分合理。如果前级操作时间恰好等于后级的操作时间,设计最为简单,前级的输出直接汇入后级的输入即可;如果前级操作时间大于后级的操作时间,则需要对前级的输出数据适当缓存才能汇入到后级输入端;如果前级操作时间恰好小于后级的操作时间,则必须通过复制逻辑,将数据流分流,或者在前级对数据采用存储、后处理方式,否则会造成后级数据溢出。

在 WCDMA 设计中经常使用到流水线处理的方法,如 RAKE 接收机、搜索器、前导捕获等。流水线处理方式之所以频率较高,是因为复制了处理模块,它是面积换取速度思想的又一种具体体现。

数据接口的同步方法

数据接口的同步是 FPGA/CPLD 设计的一个常见问题,也是一个重点和难点,很多设计不稳定都是源于数据接口的同步有问题。

在电路图设计阶段,一些工程师手工加入 BUFT或者非门调整数据延迟,从而保证本级模块的时钟对上级模块数据的建立、保持时间要求。还有一些工程师为了有稳定的采样,生成了很多相差 90度的时钟信号,时而用正沿打一下数据,时而用负沿打一下数据,用以调整数据的采样位置。这两种做法都十分不可取,因为一旦芯片更新换代或者移植到其它芯片
组的芯片上,采样实现必须从新设计。而且,这两种做法造成电路实现的余量不够,一旦外界条件变换 ( 比如温度升高 ),采样时序就有可能完全紊乱,造成电路瘫痪。

下面简单介绍几种不同情况下数据接口的同步方法:

1. 输入、输出的延时 ( 芯片间、 PCB 布线、一些驱动接口元件的延时等 ) 不可测,或者有可能变动的条件下,如何完成数据同步?

对于数据的延迟不可测或变动,就需要建立同步机制,可以用一个同步使能或同步指示信号。另外,使数据通过 RAM 或者 FIFO 的存取,也可以达到数据同步目的。

把数据存放在 RAM 或 FIFO 的方法如下:将上级芯片提供的数据随路时钟作为写信号,将数据写入 RAM 或者 FIFO,然后使用本级的采样时钟 ( 一般是数据处理的主时钟 ) 将数据读出来即可。这种做法的关键是数据写入 RAM 或者 FIFO要可靠,如果使用同步 RAM 或者 FIFO,就要求应该有一个与数据相对延迟关系固定的随路指示信号,这个信号可以是数据的有效指示,也可以是上级模块将数据打出来的时钟。对于慢速数据,也可以采样异步 RAM 或者 FIFO ,但是不推荐这种做法。

数据是有固定格式安排的,很多重要信息在数据的起始位置,这种情况在通信系统中非常普遍。通讯系统中,很多数据是按照 “ 帧 ”组织的。而由于整个系统对时钟要求很高,常常专门设计一块时钟板完成高精度时钟的产生与驱动。而数据又是有起始位置的,如何完成数据的同步,并发现数据的“ 头 ” 呢?

数据的同步方法完全可以采用上面的方法,采用同步指示信号,或者使用 RAM 、FIFO缓存一下。找到数据头的方法有两种,第一种很简单,随路传输一个数据起始位置的指示信号即可,对于有些系统,特别是异步系统,则常常在数据中插入一段同步码 ( 比如训练序列 ) ,接收端通过状态机检测到同步码后就能发现数据的 “ 头 ” 了,这种做法叫做 “ 盲检测 ” 。

上级数据和本级时钟是异步的,也就是说上级芯片或模块和本级芯片或模块的时钟是异步时钟域的。

前面在输入数据同步化中已经简单介绍了一个原则:如果输入数据的节拍和本级芯片的处理时钟同频,可以直接用本级芯片的主时钟对输入数据寄存器采样,完成输入数据的同步化;如果输入数据和本级芯片的处理时钟是异步的,特别是频率不匹配的时候,则只有用处理时钟对输入数据做两次寄存器采样,才能完成输入数据的同步化。需要说明的是,用寄存器对异步时钟域的数据进行两次采样,其作用是有效防止亚稳态 ( 数据状态不稳定 )的传播,使后级电路处理的数据都是有效电平。但是这种做法并不能保证两级寄存器采样后的数据是正确的电平,这种方式处理一般都会产生一定数量的错误电平数据。所以仅仅适用于对少量错误不敏感的功能单元。

为了避免异步时钟域产生错误的采样电平,一般使用 RAM 、 FIFO 缓存的方法完成异步时钟域的数据转换。最常用的缓存单元是 DPRAM ,在输入端口使用上级时钟写数据,在输出端口使用本级时钟读数据,这样就非常方便的完成了异步时钟域之间的数据交换。

2. 设计数据接口同步是否需要添加约束?

建议最好添加适当的约束,特别是对于高速设计,一定要对周期、建立、保持时间等添加相应的约束。

这里附加约束的作用有两点:

a. 提高设计的工作频率,满足接口数据同步要求。通过附加周期、建立时间、保持时间等约束可以控制逻辑的综合、映射、布局和布线,以减小逻辑和布线延时,从而提高工作频率,满足接口数据同步要求。

b.
获得正确的时序分析报告。几乎所有的 FPGA设计平台都包含静态时序分析工具,利用这类工具可以获得映射或布局布线后的时序分析报告,从而对设计的性能做出评估。静态时序分析工具以约束作为判断时序是否满足设计要求的标准,因此要求设计者正确输入约束,以便静态时序分析工具输出正确的时序分析报告。

Xilinx
和数据接口相关的常用约束有 Period 、 OFFSET_IN_BEFORE 、 OFFSET_IN_AFTER 、
OFFSET_OUT_BEFORE 和 OFFSET_OUT_AFTER 等; Altera 与数据接口相关的常用约束有 Period 、
tsu 、 tH 、 tco 等。
参考技术A 太多了,网上一搜一堆一堆的,自己总结下,看别人的不行。

VGA协议与图像输出Verilog编程

VGA协议与图像输出Verilog编程

VGA简介

1.什么是VGA???

VGA(Video Graphics Array),视频图形阵列,是一种视频传输标准,具有分辨率高、显示速度快、颜色丰富等优点,不支持音频传输

2.VGA显示原理

VGA的数据引脚1、2、3(RED、GREEN、BLUE)输入的不是简单的0、1数字信号,而是模拟电压(0V-0.714V)。当引脚具有不同的电压时,VGA显示器显示不同的颜色。

在VGA视频传输标准中,视频图像被分解为红、绿、蓝三原色信号,经过数模转换之后,在行同步(HSYNC)和场同步(VSYNC)信号的同步下分别在三个独立通道传输。VGA在传输过程中的同步时序分为行时序和场时序。

实验内容

1.创建工程(这里就不演示了)
1)首先点击File→New Project Wizard
2)然后选择工程保存路径,并填写工程名,点击Next
3)Family选择Cyclone IV E,芯片选择EP4CE115F29C7,然后点击Next
4)连续点击两次Next ,点击Finish。
2.新建verilog文件
点击File→New…,选择Verilog HDL File,点击OK。
3.复制以下代码:

module VGA_test(
OSC_50,     //原CLK2_50时钟信号
VGA_CLK,    //VGA自时钟
VGA_HS,     //行同步信号
VGA_VS,     //场同步信号
VGA_BLANK,  //复合空白信号控制信号  当BLANK为低电平时模拟视频输出消隐电平,此时从R9~R0,G9~G0,B9~B0输入的所有数据被忽略
VGA_SYNC,   //符合同步控制信号      行时序和场时序都要产生同步脉冲
VGA_R,      //VGA绿色
VGA_B,      //VGA蓝色
VGA_G);     //VGA绿色
 input OSC_50;     //外部时钟信号CLK2_50
 output VGA_CLK,VGA_HS,VGA_VS,VGA_BLANK,VGA_SYNC;
 output [7:0] VGA_R,VGA_B,VGA_G;
 parameter H_FRONT = 16;     //行同步前沿信号周期长
 parameter H_SYNC = 96;      //行同步信号周期长
 parameter H_BACK = 48;      //行同步后沿信号周期长
 parameter H_ACT = 640;      //行显示周期长
 parameter H_BLANK = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK;        //行空白信号总周期长
 parameter H_TOTAL = H_FRONT+H_SYNC+H_BACK+H_ACT;  //行总周期长耗时
 parameter V_FRONT = 11;     //场同步前沿信号周期长
 parameter V_SYNC = 2;       //场同步信号周期长
 parameter V_BACK = 31;      //场同步后沿信号周期长
 parameter V_ACT = 480;      //场显示周期长
 parameter V_BLANK = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK;        //场空白信号总周期长
 parameter V_TOTAL = V_FRONT+V_SYNC+V_BACK+V_ACT;  //场总周期长耗时
 reg [10:0] H_Cont;        //行周期计数器
 reg [10:0] V_Cont;        //场周期计数器
 wire [7:0] VGA_R;         //VGA红色控制线
 wire [7:0] VGA_G;         //VGA绿色控制线
 wire [7:0] VGA_B;         //VGA蓝色控制线
 reg VGA_HS;
 reg VGA_VS;
 reg [10:0] X;             //当前行第几个像素点
 reg [10:0] Y;             //当前场第几行
 reg CLK_25;
 always@(posedge OSC_50)
    begin 
      CLK_25=~CLK_25;         //时钟
    end 
    assign VGA_SYNC = 1'b0;   //同步信号低电平
    assign VGA_BLANK = ~((H_Cont<H_BLANK)||(V_Cont<V_BLANK));  //当行计数器小于行空白总长或场计数器小于场空白总长时,空白信号低电平
    assign VGA_CLK = ~CLK_to_DAC;  //VGA时钟等于CLK_25取反
    assign CLK_to_DAC = CLK_25;
 always@(posedge CLK_to_DAC)
    begin
        if(H_Cont<H_TOTAL)           //如果行计数器小于行总时长
            H_Cont<=H_Cont+1'b1;      //行计数器+1
        else H_Cont<=0;              //否则行计数器清零
        if(H_Cont==H_FRONT-1)        //如果行计数器等于行前沿空白时间-1
            VGA_HS<=1'b0;             //行同步信号置0
        if(H_Cont==H_FRONT+H_SYNC-1) //如果行计数器等于行前沿+行同步-1
            VGA_HS<=1'b1;             //行同步信号置1
        if(H_Cont>=H_BLANK)          //如果行计数器大于等于行空白总时长
            X<=H_Cont-H_BLANK;        //X等于行计数器-行空白总时长   (X为当前行第几个像素点)
        else X<=0;                   //否则X为0
    end
 always@(posedge VGA_HS)
    begin
        if(V_Cont<V_TOTAL)           //如果场计数器小于行总时长
            V_Cont<=V_Cont+1'b1;      //场计数器+1
        else V_Cont<=0;              //否则场计数器清零
        if(V_Cont==V_FRONT-1)       //如果场计数器等于场前沿空白时间-1
            VGA_VS<=1'b0;             //场同步信号置0
        if(V_Cont==V_FRONT+V_SYNC-1) //如果场计数器等于行前沿+场同步-1
            VGA_VS<=1'b1;             //场同步信号置1
        if(V_Cont>=V_BLANK)          //如果场计数器大于等于场空白总时长
            Y<=V_Cont-V_BLANK;        //Y等于场计数器-场空白总时长    (Y为当前场第几行)  
        else Y<=0;                   //否则Y为0
    end
    reg valid_yr;
 always@(posedge CLK_to_DAC)
    if(V_Cont == 10'd32)         //场计数器=32时
        valid_yr<=1'b1;           //行输入激活
    else if(V_Cont==10'd512)     //场计数器=512时
        valid_yr<=1'b0;           //行输入冻结
    wire valid_y=valid_yr;       //连线   
    reg valid_r;            
 always@(posedge CLK_to_DAC)   
    if((H_Cont == 10'd32)&&valid_y)     //行计数器=32时
        valid_r<=1'b1;                   //像素输入激活
    else if((H_Cont==10'd512)&&valid_y) //行计数器=512时 
        valid_r<=1'b0;                   //像素输入冻结
    wire valid = valid_r;               //连线
    wire[10:0] x_dis;     //像素显示控制信号
    wire[10:0] y_dis;     //行显示控制信号
    assign x_dis=X;       //连线X
    assign y_dis=Y;       //连线Y
        parameter  //点阵字模:每一行char_lineXX是显示的一行,共272列
    char_line00=272'hFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF,  //第1行
    char_line01=272'h00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000,  //第2行
    char_line02=272'h00400C0000000000000000000000000000C008000000000000000000000000000000,  //第3行
    char_line03=272'h00700E0000000180000000000000000000E00C0000000000000000800180000000C0,  //第4行
    char_line04=272'h00600C00000003C0000000000000000000C01C0000000000000000FFFF80000001E0,  //第5行
    char_line05=272'h00600C3003FFFC000000000000000080008018000000000000800080018003FFFE00,  //第6行
    char_line06=272'h1FFFFFF8000180007FFE7FF003C80380008018007C1F03C803800080018000000000,  //第7行
    char_line07=272'h00600C0000018000180E18180E3803800104301018040E3803800080018000000000,  //第8行
    char_line08=272'h00600C00000180001802180C080803800FFE30381804080803800080018000000000,  //第9行
    char_line09=272'h00600C000001800018031806180802800C0C7FF818041808028000FFFF8000000000,  //第10行
    char_line0a=272'h007FFC000001800018011806300406C00C0C60300C08300406C00080018000000000,  //第11行
    char_line0b=272'h00600C000001800018001806300404C00C0CC0300C08300404C00080018000000018,  //第12行
    char_line0c=272'h00600C000001801018081806200004C00C0C80300C08200004C0008001800000003C,  //第13行
    char_line0d=272'h007FFC000001803818081806600004C00C0D00300C08600004C0008001803FFFFFFE,  //第14行
    char_line0e=272'h00600C003FFFFFFC1818180C60000C600C0D4030061060000C6000FFFF8000018000,  //第15行
    char_line0f=272'h00600C10000180001FF81818600008600C0E20300610600008600080010000018000,  //第16行
    char_line10=272'h00600C380001800018181FF0600008600C0C10300610600008600008200000418000,  //第17行
    char_line11=272'h3FFFFFFC0001800018081800600008600FFC1830073060000860000C382000718800,  //第18行
    char_line12=272'h003208000001800018081800603F1FF00C0C18300320603F1FF0080C307000E18600,  //第19行
    char_line13=272'h00618C000001800018001800600C10300C0C0C300320600C10300C0C307000C18300,  //第20行
    char_line14=272'h00C106000001800018001800600C10300C0C08300320600C1030060C30C001818180,  //第21行
    char_line15=272'h018101C00001800018001800300C10300C0C003001C0300C1030030C30C0038180C0,  //第22行
    char_line16=272'h030104FC0001800018001800300C30300C0C003001C0300C3030038C318003018060,  //第23行
    char_line17=272'h0C010E380001800018001800180C20180C0C003001C0180C2018018C330006018070,  //第24行
    char_line18=272'h187FF0000001800018001800180C20180C0C003001C0180C2018018C36000C018038,  //第25行
    char_line19=272'h6001000000018000180018000C1060180C0C003000800C106018008C380018018038,  //第26行
    char_line1a=272'h00010000000180007E007E0003E0F83E0C0C0030008003E0F83E000C301010018010,  //第27行
    char_line1b=272'h00010000003F800000000000000000000FFC0C60000000000000000C303820738000,  //第28行
    char_line1c=272'h00010060000F800000000000000000000C0C03E00000000000001FFFFFFC001F8000,  //第29行
    char_line1d=272'h1FFFFFF00007000000000000000000000C0801C00000000000000000000000070000,  //第30行
    char_line1e=272'h00000000000000000000000000000000000000800000000000000000000000020000,  //第31行
    char_line1f=272'h00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;  //第32行

    reg[8:0] char_bit;
    always@(posedge CLK_to_DAC)
        if(X==10'd144)char_bit<=9'd272;   //当显示到144像素时准备开始输出图像数据
        else if(X>10'd144&&X<10'd416)     //左边距屏幕144像素到416像素时    416=144+272(图像宽度)
            char_bit<=char_bit-1'b1;       //倒着输出图像信息 
        reg[29:0] vga_rgb;                //定义颜色缓存
    always@(posedge CLK_to_DAC) 
        if(X>10'd144&&X<10'd416)    //X控制图像的横向显示边界:左边距屏幕左边144像素  右边界距屏幕左边界416像素
            begin case(Y)            //Y控制图像的纵向显示边界:从距离屏幕顶部160像素开始显示第一行数据
                10'd160:
                if(char_line00[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;  //如果该行有数据 则颜色为红色
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;                      //否则为黑色
                10'd162:
                if(char_line01[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd163:
                if(char_line02[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd164:
                if(char_line03[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd165:
                if(char_line04[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd166:
                if(char_line05[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd167:
                if(char_line06[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd168:
                if(char_line07[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd169:
                if(char_line08[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000; 
                10'd170:
                if(char_line09[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd171:
                if(char_line0a[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd172:
                if(char_line0b[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd173:
                if(char_line0c[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd174:
                if(char_line0d[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd175:
                if(char_line0e[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd176:
                if(char_line0f[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd177:
                if(char_line10[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd178:
                if(char_line11[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd179:
                if(char_line12[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd180:
                if(char_line13[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd181:
                if(char_line14[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd182:
                if(char_line15[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd183:
                if(char_line16[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd184:
                if(char_line17[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd185:
                if(char_line18[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd186:
                if(char_line19[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd187:
                if(char_line1a[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd188:
                if(char_line1b[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd189:
                if(char_line1c[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd190:
                if(char_line1d[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd191:
                if(char_line1e[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                10'd192:
                if(char_line1f[char_bit])vga_rgb<=30'b1111111111_0000000000_0000000000;
                else vga_rgb<=30'b0000000000_0000000000_0000000000;
                default:vga_rgb<=30'h0000000000;   //默认颜色黑色
            endcase 
        end
    else vga_rgb<=30'h000000000;             //否则黑色
    assign VGA_R=vga_rgb[23:16];
    assign VGA_G=vga_rgb[15:8];
    assign VGA_B=vga_rgb[7:0];
endmodule


4.点击保存按钮,更改文件名为:VGA_test.v

6.设置该文件置顶:Project→Set as Top-Level Entity ,然后编译

编译只要没有错误就可以了,警告不用管。
注意:如果是直接复制的代码,或者直接导入的项目,可能会出现版本不兼容问题,这时候我们需要更改配置文件里的版本,详细操作百度就可以了
7.配置管脚
点击快捷按钮:Pin Planner

按照如下表所示配置管脚:

Signal NameFPGA Pin No.DescriptionI/O Standard
OSC_50PIN_AG1450 MHz clock input3.3 V
VGA_B[7]PIN_D12VGA Blue[7]3.3 V
VGA_B[6]PIN_D11VGA Blue[6]3.3 V
VGA_B[5]PIN_C12VGA Blue[5]3.3 V
VGA_B[4]PIN_A11VGA Blue[4]3.3 V
VGA_B[3]PIN_B11VGA Blue[3]3.3 V
VGA_B[2]PIN_C11VGA Blue[2]3.3 V
VGA_B[1]PIN_A10VGA Blue[1]3.3 V
VGA_B[0]PIN_B10VGA Blue[0]3.3 V
VGA_BLANKPIN_F11VGA BLANK3.3 V
VGA_CLKPIN_A12VGA Clock3.3 V
VGA_G[7]PIN_C9VGA Green[7]3.3 V
VGA_G[6]PIN_F10VGA Green[6]3.3 V
VGA_G[5]PIN_B8VGA Green[5]3.3 V
VGA_G[4]PIN_C8VGA Green[4]3.3 V
VGA_G[3]PIN_H12VGA Green[3]3.3 V
VGA_G[2]PIN_F8VGA Green[2]3.3 V
VGA_G[1]PIN_G11VGA Green[1]3.3 V
VGA_G[0]PIN_G8VGA Green[0]3.3 V
VGA_HSPIN_G13VGA H_SYNC3.3 V
VGA_R[7]PIN_H10VGA Red[7]3.3 V
VGA_R[6]PIN_H8VGA Red[6]3.3 V
VGA_R[5]PIN_J12VGA Red[5]3.3 V
VGA_R[4]PIN_G10VGA Red[4]3.3 V
VGA_R[3]PIN_F12VGA Red[3]3.3 V
VGA_R[2]PIN_D10VGA Red[2]3.3 V
VGA_R[1]PIN_E11VGA Red[1]3.3 V
VGA_R[0]PIN_E12VGA Red[0]3.3 V
VGA_SYNCPIN_C10VGA SYNC3.3 V
VGA_VSPIN_C13VGA V_SYNC3.3 V

8.连接DE2-115 开发板
这里就不附上图片了,主要是实验的时候没有拍照
主要是要配置安装USB-Blaster 驱动,否则就会出问题
这里请参考:https://blog.csdn.net/ssj925319/article/details/115333028
板子连接好后就可以烧录了

烧录程序

点击Programmer快捷键

出现如下图界面,点击Hardware Setup…
这里有可能会出现找不到设备的情况,就是因为没有装驱动

选择 USB-Blaster [USB-0],然后Close

添加文件

在 output_files 下找到 .sof 文件,并打开它
点击Start开始下载到开发板上

显示器显示如下

.
.总结:
在做这个实验的时候,环境的配置是很重要的,其中电脑的用户名要是英文的,这样它的路径才不会有中文。一开始我的电脑用户名就是中文,导致后面很多错误出现的莫名奇妙。无奈只好用虚拟机,这下又出现了没有装那个驱动的问题,反正就很烦。最后实在忍不了了,就重装了电脑。。。
.
.
参考:使用 FPGA 开发板采用 Verilog 编程练习基于 VGA 图像显示

以上是关于verilog编程技巧的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

在verilog语言编程中,我想设置等待时间比如:1ms啥的该怎么设置?

在线Verilog编程学习

有关ISE使用Verilog编程时的问题

VGA协议与图像输出Verilog编程

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