有符号浮点运算的基本步骤：以双线性插值为例

参考：韩彬的图像处理书、无双软件学院方法。

步骤一：无损定点化

浮点数在硬件计算中首先需要做的便是定点化，一般是左移一定位宽，可以是2048或4096；

这个过程要注意保障无损；

步骤二：运算和位宽匹配；

要确定所有参与计算的数小数位位宽是匹配的，否则无法进行任何层次的计算；

需要特别注意很多小数在计算的时候也需要定点化，例如：

always@(posedge clk)
    if(rst)    
        src_xf0 <= 'd0;
    else if(dst_de==1'b1)
        src_xf0 <= {dst_hcnt,2'd0} + 2;
    else
        src_xf0 <= 'd0;

这里做的计算是修改后的双线性插值中的中心对齐操作；

0.5左移两位变成了2；

步骤三：相乘后的截位处理

发生了相乘操作以后，整数和小数位宽都会发生变化，注意匹配；

此处小数位位宽为12，0.5左移12位后为2048；

//fix16_2 * fix16_12  = fix32_14        
always@(posedge clk)
    if(rst)    
        src_xf1 <= 'd0;
    else
        src_xf1 <= src_xf0*sx;
//fix26_12 - fix12_12  = fix26_12 可能为负数
always@(posedge clk)
    if(rst)    
        src_xf2 <= 'd0;
    else
        src_xf2 <= src_xf1[27:2] - 2048;

步骤四：加减处理后的正负判断；

目前为止的公式：src_x = (dst_x + 0.5) * scale_x - 0.5

always@(posedge clk)
    if(rst)    
        src_xf3 <= 'd0;
    else
        src_xf3 <= src_xf2;        

always@(posedge clk)
    if(rst)    
        src_x0 <= 'd0;
    else if(src_xf2[25]==1'b1)
        src_x0 <= 'd0;        
    else
        src_x0 <= src_xf2[25:12];

在这里的运算中，相减可能出现负数，这是显而易见的，但是此处xf2指的是坐标；（当然，相加如果坐标大于图像尺寸也会做匹配处理）

坐标不能有负数，最小是0；

在sobel里我也做了类似的操作；

always@(posedge clk)
    if(rst)    
        region_type <= 0;
    else if(src_x0>=SRC_IW-1&&src_y0>=SRC_IH-1&&src_xy_de==1'b1)
        region_type <= 1;
    else if(src_y0>=SRC_IH-1&&src_xy_de==1'b1)
        region_type <= 2;
    else if(src_x0>=SRC_IW-1&&src_xy_de==1'b1)    
        region_type <= 3;
    else
        region_type <= 4;

步骤五：符号化：

这里计算的就不是坐标，而是实际的像素值了；

此外，正数的有符号化需要在最高位手动填0。

实际的像素值也没有负值，但是这里计算出的数据可以用来后续对像素的增减，重要性判断，所以有正有负；

//fix26_12 - fix26_12 = fix26_12
always@(posedge clk)
    if(rst)    
        v <= 'd0;
    else
        v <= $signed(src_xf3) - $signed({src_x0,12'd0});    

后面没有太多指的说的，只需要记住实际使用的时候取出整数位数据；

还有就是小数位第一位是1代表了0.5，如果希望做四舍五入的话需要在整数位+1处理；

//fix25_12
always@(posedge clk)
    if(rst)
        cast_data <= 'd0;
    else if(line_data[24]==1'b1)
        cast_data <= 0;    
    else if(line_data[22:12]>=255)
        cast_data <= 255;
    else
        cast_data <= line_data[11] ? line_data[19:12] + 1'b1 : line_data[19:12];