如何在verilog中填写FPGA生成的圆圈，以进行合成和VGA输出？

我想在640x480 VGA显示器上输出一个半径为100像素的移动红色圆圈。我被困在如何制作和填充实际的圆圈上。 现在，我看了一下令人麻木的Bresenham算法，但我无法使它们适合我的verilog代码

我已经从理论上解释了我能做什么，但我不完全确定这是可能的。 我知道圆的方程是（x-a）（x-a）+（y-b）（y-b）=r*r，其中（a，b）是原点。 所以我想用RGB颜色填充这个圆圈，并将它从上到下移动，即在a=640/2时从b=0移动到480

由于VGA从左到右输出像素，向下迭代，我猜我必须使用嵌套循环。 我知道垂直运动的第一个循环是从0到480。 这是我遇到问题的第二个循环。它从0到640，但我希望像素在到达（x，y）（沿圆的一个点）时改变颜色，保留该颜色，然后在经过（x+k）（其中k是水平弦）后改变回去

基本上，如果下面是我圆圈的水平弦：

_黑色（x，y）红色（k像素）（x+k，y）黑色

reg[8:0]bally//圆心的y坐标
reg[8:0]rad//半径
始终@（posedge clk）
开始
for（VCount=0；VCount我不确定嵌套for循环的行为是否会像您认为的那样，至少对于合成设计是这样

我的建议是，不要根据圆的参数方程生成圆，这是我认为您想要做的。相反，如果圆总是相同的（即，它的半径总是小于等于100像素），则预生成圆的位图并将其存储在FPGA（块RAM）中内存作为一个大精灵。它不会占用您太多空间。精灵中的0位将转换为“透明”，而1位将意味着使用与精灵（圆）关联的颜色绘制此点

这样，绘制屏幕（实际上是屏幕的活动部分）的代码如下所示：

`define SPRLEN 256  // how many pixels in width and heigh the sprite will have.
`define SPRITECOLOR 3'b100;  // RED ball. (RGB, 1-bit per channel)
`define BGCOLOR 3'010;       // GREEN background

reg ballsprite[0:`SPRLEN*`SPRLEN-1]; // A matrix to hold your sprite.
reg [9:0] hcont, vcont; // horizontal and vertical counters for scanning a VGA picture
reg [8:0] ballx, bally; //coordinates of the left-top corner of the ball sprite
reg [7:0] coorx,coory;  //X,Y coordinates of the current sprite position to draw

initial begin  // read your sprite definition into memory. FPGA synthetizable.
  $readmemb ("mysprite.bin", ballsprite);
end

// process to obtain relative coordinates of the current screen position within the sprite 
always @* begin
  coorx = hcont+1-ballx;
  coory = vcont+1-bally;
end

// process to get the next dot from the sprite. We begin at ballx-1,bally-1 because
// there's one clock delay in getting the current sprite dot value.
always @(posedge clk) begin
  if (hcont>=ballx-1 && hcont<=ballx-1+`SPRLEN && vcont>=bally-1 && vcont<=bally-1+`SPRLEN)
    dot_from_ball <= ballsprite[{coory,coorx}];  // i.e. coory*256+coorx
  else
    dot_from_ball <= 1'b0;  // if scan trace is not under the boundaries of the sprite,
                            // then it's transparent color
end

// multiplexer to actually put an RGB value on screen
always @* begin
  if (hcont>=0 && hcont<640 && vcont>=0 && vcont<480) begin
    if (dot_from_ball)
      {R,G,B} = `SPRITECOLOR;
    else
      {R,G,B} = `BGCOLOR;
  end
  else
    {R,G,B} = 3'b000;  //if not into active area, mute RGB
end

`define SPRLEN 256//精灵的宽度和高度有多少像素。
`定义SPRITECOLOR 3'b100；//红色球。（RGB，每个通道1位）
`定义BGCOLOR 3'010；//绿色背景
reg ballsprite[0:`SPRLEN*`SPRLEN-1]；//存放精灵的矩阵。
reg[9:0]hcont，vcont；//用于扫描VGA图片的水平和垂直计数器
reg[8:0]ballx，bally；//球精灵左上角的坐标
reg[7:0]coorx，coory；//要绘制的当前精灵位置的X，Y坐标
初始开始//将精灵定义读入内存。FPGA可合成。
$readmemb（“mysprite.bin”，ballsprite）；
终止
//获取精灵中当前屏幕位置的相对坐标的过程
总是开始
coorx=hcont+1-ballx；
coory=vcont+1-bally；
终止
//我们从ballx-1，bally-1开始，因为
//获取当前精灵点值时有一个时钟延迟。
始终@（posedge clk）开始
如果（hcont>=ballx-1&&hcont=bally-1&&vcont，我不确定嵌套for循环的行为是否会像您认为的那样，至少对于合成设计是这样

我的建议是，不要根据圆的参数方程生成圆，这是我认为您想要做的。相反，如果圆总是相同的（即，它的半径总是小于等于100像素），则预生成圆的位图并将其存储在FPGA（块RAM）中内存作为一个大精灵。它不会占用您太多空间。精灵中的0位将转换为“透明”，而1位将意味着使用与精灵（圆）关联的颜色绘制此点

这样，绘制屏幕（实际上是屏幕的活动部分）的代码如下所示：

`define SPRLEN 256  // how many pixels in width and heigh the sprite will have.
`define SPRITECOLOR 3'b100;  // RED ball. (RGB, 1-bit per channel)
`define BGCOLOR 3'010;       // GREEN background

reg ballsprite[0:`SPRLEN*`SPRLEN-1]; // A matrix to hold your sprite.
reg [9:0] hcont, vcont; // horizontal and vertical counters for scanning a VGA picture
reg [8:0] ballx, bally; //coordinates of the left-top corner of the ball sprite
reg [7:0] coorx,coory;  //X,Y coordinates of the current sprite position to draw

initial begin  // read your sprite definition into memory. FPGA synthetizable.
  $readmemb ("mysprite.bin", ballsprite);
end

// process to obtain relative coordinates of the current screen position within the sprite 
always @* begin
  coorx = hcont+1-ballx;
  coory = vcont+1-bally;
end

// process to get the next dot from the sprite. We begin at ballx-1,bally-1 because
// there's one clock delay in getting the current sprite dot value.
always @(posedge clk) begin
  if (hcont>=ballx-1 && hcont<=ballx-1+`SPRLEN && vcont>=bally-1 && vcont<=bally-1+`SPRLEN)
    dot_from_ball <= ballsprite[{coory,coorx}];  // i.e. coory*256+coorx
  else
    dot_from_ball <= 1'b0;  // if scan trace is not under the boundaries of the sprite,
                            // then it's transparent color
end

// multiplexer to actually put an RGB value on screen
always @* begin
  if (hcont>=0 && hcont<640 && vcont>=0 && vcont<480) begin
    if (dot_from_ball)
      {R,G,B} = `SPRITECOLOR;
    else
      {R,G,B} = `BGCOLOR;
  end
  else
    {R,G,B} = 3'b000;  //if not into active area, mute RGB
end

`define SPRLEN 256//精灵的宽度和高度有多少像素。
`定义SPRITECOLOR 3'b100；//红色球。（RGB，每个通道1位）
`定义BGCOLOR 3'010；//绿色背景
reg ballsprite[0:`SPRLEN*`SPRLEN-1]；//存放精灵的矩阵。
reg[9:0]hcont，vcont；//用于扫描VGA图片的水平和垂直计数器
reg[8:0]ballx，bally；//球精灵左上角的坐标
reg[7:0]coorx，coory；//要绘制的当前精灵位置的X，Y坐标
初始开始//将精灵定义读入内存。FPGA可合成。
$readmemb（“mysprite.bin”，ballsprite）；
终止
//获取精灵中当前屏幕位置的相对坐标的过程
总是开始
coorx=hcont+1-ballx；
coory=vcont+1-bally；
终止
//我们从ballx-1，bally-1开始，因为
//获取当前精灵点值时有一个时钟延迟。
始终@（posedge clk）开始
如果（hcont>=ballx-1&&hcont=bally-1&&vcont您不希望出现这样的循环。如果您希望动态生成一个圆（而不是使用位图），请在单独的过程中跟踪当前坐标（
始终
块）。每个始终块将在VGA时钟的每个滴答声上运行，因此每次执行该块时，您都有一个新的像素位置

然后使用另一个
始终
块，该块查看x和y坐标，并确定当前点是否在圆中。根据该决定，您可以选择前景或背景颜色。同样，这对每个像素按顺序操作一次

棘手的部分是决定当前点是否在圆中

如果这看起来有点太难开始，画一个正方形，因为它的方程非常简单。一旦你了解了它的工作原理，你就可以开始画圆（和其他参数定义的形状）。要在扫描图像时找到动态渲染这些形状的方法，可以使用术语“扫描线”
x^2 + y^2 = r^2

x^2 + y^2 < r^2

(x-xc)^2 + (y-yc)^2 < r^2