From a979554f1f69b1a3a28e0fa38a26736fbab082da Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Alejandro Soto <alejandro@34project.org>
Date: Fri, 10 Nov 2023 21:32:15 -0600
Subject: rtl/gfx: implement fragment address linearization

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 rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv | 59 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 1 file changed, 59 insertions(+)
 create mode 100644 rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv

(limited to 'rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv')

diff --git a/rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv b/rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv
new file mode 100644
index 0000000..9b817cb
--- /dev/null
+++ b/rtl/gfx/gfx_frag_addr.sv
@@ -0,0 +1,59 @@
+`include "gfx/gfx_defs.sv"
+
+module gfx_frag_addr
+(
+	input  logic        clk,
+
+	input  frag_xy      frag,
+	input  logic        stall,
+
+	output linear_coord linear
+);
+
+	/* frag está expresado en un rango normalizado con igual distribución
+	 * entre positivos y negativos. Para obtener la dirección lineal que le
+	 * corresponde, debemos corregir esto para que el mínimo sea cero en
+	 * cada coordenada. Luego de eso,
+	 *
+	 *   linear = y_corregido * `GFX_X_RES + x_corregido
+	 *
+	 * Afortunadamente, esto es trivializable y no necesita FMA:
+	 *
+	 *   y * `GFX_X_RES + x
+	 * = y * 640 + x
+	 * = y * 128 * 5 + x
+	 * = ((y * 5) << 7) + x
+	 * = ((y * (4 + 1)) << 7) + x
+	 * = (((y << 2) + y) << 7) + x
+	 * = (y << 9) + (y << 7) + x
+	 *
+	 * Para corregir x ([-320, 319]) se le suma `GFX_RES_X / 2.
+	 *
+	 * Para corregir y ([-240, 239]) se debe tomar en cuenta que las
+	 * direcciones lineales incrementan hacia abajo, así que:
+	 *   y_corregido = `GFX_RES_Y / 2 - 1 - y
+	 */
+
+	localparam ZERO_PAD = $bits(linear_coord) - $bits(xy_coord);
+
+	// Estas constantes asumen `GFX_X_RES == 640
+	localparam Y_SHIFT0 = 9, Y_SHIFT1 = 7;
+
+	xy_coord bias_x, bias_y;
+	linear_coord row_start, x_biased, x_hold, y_biased;
+
+	assign bias_x = `GFX_X_RES / 2;
+	assign bias_y = `GFX_Y_RES / 2 - 1;
+
+	always_ff @(posedge clk)
+		if (!stall) begin
+			x_biased <= {{ZERO_PAD{1'b0}}, frag.x + bias_x};
+			y_biased <= {{ZERO_PAD{1'b0}}, bias_y - frag.y};
+
+			x_hold <= x_biased;
+			row_start <= (y_biased << Y_SHIFT0) + (y_biased << Y_SHIFT1);
+
+			linear <= row_start + x_hold;
+		end
+
+endmodule
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cgit v1.2.3