FIFO求和实验

前言

        FIFO（先进先出）队列在图像处理中的应用非常广泛，特别是在需要处理实时数据流和保证数据顺序的场景中。以下是一些具体应用实例：在实时视频流处理中，FIFO队列用于缓存图像帧。这样可以确保图像数据按照捕获顺序被处理，避免因处理延迟导致的图像丢失或混乱。例如，视频监控系统会将捕获到的视频帧存储在FIFO队列中，然后按顺序进行处理和分析。在图像缓冲区管理中，FIFO队列帮助维护图像数据的顺序。这对于处理高分辨率图像或多个图像流的应用非常重要。图像处理系统会将图像数据推送到FIFO队列中，并从中读取数据进行进一步的处理，如滤镜应用或特征提取。在流媒体应用中，例如直播流或视频会议，FIFO队列用于缓存和传输数据包。这样可以保证数据按照传输顺序到达接收端，并且能够有效处理网络抖动或丢包问题。在某些图像处理任务中，尤其是需要批量处理的场景，FIFO队列可以用来管理待处理的图像数据。比如，图像增强或图像拼接任务中，FIFO队列可以保持数据的顺序，并在处理过程中保证一致性。在需要从多个传感器获取数据的系统中，FIFO队列能够处理传感器数据的流入。图像传感器的数据流可以使用FIFO队列缓存，确保数据的顺序和时效性，以便进行实时分析或处理。FIFO队列在图像处理中的主要作用是维护数据的顺序性和实时性，特别是在处理需要高吞吐量和低延迟的数据流时。

正文

一、FIFO求和实验

        1.项目需求

        电脑模拟产生数据求和矩阵,(5,4)使用RS232将数据发送给FPGA，FPGA通过FIFO进行求和运算，(3行求和)，将数据求和结果通过RS232传回电脑。

        2.技术介绍

现有一5行4列数据矩阵

        FIFO求和，对该矩阵数据，N = 5，M = 4，使X = 3进行列求和运算，得到S(3,4)新矩阵，则S(0,0)=D(0,0)+D(1,0)+D(2,0),S(0,1)= D(0,1)+D(1,1)+D(2,1),S(0,2)=D(0,2)+D(1,2)+D(2,2),S(0,3)=SD(0,3)+D(1,3)+D(2,3),S(1,0)=D(1,0)+D(2,0)+D(3,0)...S(2,0)=D(2,0)+D(3,0)+D(4,0)。(n*m)矩阵转换后变为((n-(x-1)*m))矩阵。

        3.顶层架构

        4.端口描述

clk	时钟信号
rst_n	复位信号
rx	传输到FPGA的数据
tx	传输到PC的数据

二、代码验证

数据接收

module uart_rx(
	input 			clk		,
	input				rst_n 	,
	input				rx			,
	
	output reg[7:0]po_data	,	//接收到的数据
	output reg  	po_flag		//数据输出有效

);

parameter 	uart_btl ='d9600			;//串口波特率
parameter 	clk_shuj ='d50_000_000	;//时钟频率

parameter 	cnt_max  =clk_shuj/uart_btl;

reg 			reg1,reg2,reg3	;//打排延迟周期，消除亚稳态
reg 			flag				;//uart工作信号（uart工作时在工作状态切换后产生一个时钟周期高电平）
reg 			en					;//uart工作使能标志信号（uart工作时在工作状态切换后的下一个时钟周期开始一直拉高，直到检测到停止信号）
reg [15:0]	cnt				;//每比特数据持续时钟周期计数器
reg [3 :0]	b