Verilog笔记——YUV2RGB的模块测试

1 YUV2RGB的模块如下：

 module yuv2rgb(
     clk,        //时钟输入
     rstn,       //复位输入，低电平复位

     y_in,       //变换前Y分量输出
     cb_in,      //变换前Cb分量输出
     cr_in,        //变换前Cr分量输出
     ena_in,        //待变换数据使能，当它为高时，输入数据有效

     R_out,        //变换后R分量输出
     G_out,        //变换后G分量输出
     B_out,        //变换后B分量输出
     ena_out        //变换后数据使能输出
     );

测试模块功能的方法：

step1 用MATLAB读入一张RGB图片，将RGB转成YUV数据保存在txt文件中；

step2 用该模块把YUV数据转换成RGB数据并保存;

step3 用MATLAB读取模块转换的RGB数据做显示。

接下来详细说明step1~3的实现过程。

2 step1 用MATLAB读入一张RGB图片，将RGB转成YUV数据保存在txt文件中；

clc;close all;clear 
RGBimg =imread('Penguins_720p.jpg'); %%用画图软件重新调整像素大小得到的720p图片
figure;imshow(RGBimg);
YUVimg = rgb2ycbcr(RGBimg); %%matlab中的转换函数
figure;imshow(YUVimg);

[Hs Vs Dim] = size(YUVimg);
yuvimout = zeros(,Hs*Vs*Dim);
yuvimout(::Hs*Vs*Dim) = reshape(YUVimg(:,:,)',1,Hs*Vs); %%Y
yuvimout(::Hs*Vs*Dim) = reshape(YUVimg(:,:,)',1,Hs*Vs); %%U
yuvimout(::Hs*Vs*Dim) = reshape(YUVimg(:,:,)',1,Hs*Vs); %%V
fid= fopen('Penguins_720p.txt','w'); %%YUV数据写入到txt
    fprintf(fid,'%02x\n',yuvimout);  %%2位十六进制格式
fclose(fid);

fid= fopen('Penguins_720p.yuv','rb'); %%用“7yuv”专业软件转换得到的yuv数据
    yuvdat = fread(fid,'uint8');
    yuvdat = yuvdat';
fclose(fid);
subAB = yuvdat-yuvimout;   %%比较下matlab转换的yuv数据
figure;stem(find(subAB~=));

3 step2 用该模块把YUV数据转换成RGB数据并保存;

testbench的代码如下：

`timescale 1ns / 1ps

module tb_yuv2rgb;
    // Inputs
    reg clk;
    reg rstn; //复位输入，低电平复位
    reg [:] y_in;
    reg [:] cb_in;
    reg [:] cr_in;
    reg ena_in;
    // Outputs
    wire [:] R_out;
    wire [:] G_out;
    wire [:] B_out;
    wire ena_out;
    // Instantiate the Unit Under Test (UUT)
    yuv2rgb uut (
        .clk(clk),
        .rstn(rstn),
        .y_in(y_in),
        .cb_in(cb_in),
        .cr_in(cr_in),
        .ena_in(ena_in),
        .R_out(R_out),
        .G_out(G_out),
        .B_out(B_out),
        .ena_out(ena_out)
    );

localparam    PIXNUM_1080P =(**);
localparam    PIXNUM_720P  =(**);

    //read pixel from .txt file
    reg[:] mem_imgpixel[:**];
    reg [:]  pixaddr;
    integer fid,i;
    initial begin  //读取图片的YUV数据
        $readmemh("Penguins_720p.txt",mem_imgpixel);
        pixaddr = ;
        #PIXNUM_1080P begin //等待图片的数据转换完成
            fid =  $fopen("Penguins_720pRGBout.txt","w");
            for(i=; i<PIXNUM_720P; i=i+)
                $fdisplay(fid,"%2x",mem_rgbout[i]);//输出转换的RGB数据
            $fclose(fid);
            $stop;
        end
    end
    //clk的上升沿给输入的yuv数据
    always @(posedge clk or negedge rstn) begin
        if(!rstn) begin
            y_in   <=  'b0;
            cb_in  <=  'b0;
            cr_in  <=  'b0;
            ena_in <=  'b0;
            pixaddr<=  ;
        end
        else begin
            y_in   <= mem_imgpixel[pixaddr];
            cb_in  <= mem_imgpixel[pixaddr+];
            cr_in  <= mem_imgpixel[pixaddr+];
            ena_in <= 'b1;
            pixaddr<= pixaddr + ;
        end
    end

    reg[:] outaddr;
    reg[:] mem_rgbout[:**];//clk的下降沿读取转换的rgb数据
    always @(negedge clk or negedge rstn) begin
        if(!rstn) begin
            outaddr <= ;
        end
        else begin //存入对应下标
            mem_rgbout[outaddr]   <= R_out;
            mem_rgbout[outaddr+] <= G_out;
            mem_rgbout[outaddr+] <= B_out;
            outaddr <= outaddr + ; //下标增加3
        end
    end

    initial begin
        // Initialize Inputs
        clk = ;
        rstn = ;
        y_in = ;
        cb_in = ;
        cr_in = ;
        ena_in = ;
        #;
        rstn = ;
        // Wait 100 ns for global reset to finish
        #;
        rstn = ;
        // Add stimulus here
    end
    always # clk =~clk;
endmodule

4 step3 用MATLAB读取模块转换的RGB数据做显示。

clc;close all;clear 

filename = 'Penguins_720pRGBout.txt';
fid = fopen(filename,'r');
    rgbdat = fscanf(fid,'%x');
    rgbdat = uint8(rgbdat'); %%转换为uint8
fclose(fid);

imglen = ; imgwidth = ;
len = length(rgbdat);
r = rgbdat(::len);
r = reshape(r,imglen,imgwidth);
r = r';

g = rgbdat(::len);
g = reshape(g,imglen,imgwidth);
g = g';

b = rgbdat(::len);
b = reshape(b,imglen,imgwidth);
b = b';

rgbimg = cat(,r,g,b);
imshow(rgbimg);

step3中rgb数据正确时显示的图片