Generación de vídeo VGA y HDMI con FPGA

module vga_driver (
    input wire clk_25mhz,   // Reloj exacto de píxel
    input wire rst,
    output wire hsync,      // Pin VGA H-Sync
    output wire vsync,      // Pin VGA V-Sync
    output wire video_on,   // 1 = Estamos en zona visible
    output wire [9:0] x,    // Coordenada X actual (para que otros módulos pinten)
    output wire [9:0] y     // Coordenada Y actual
);

    // Parámetros estándar VGA 640x480 60Hz
    localparam H_VISIBLE = 640;
    localparam H_FRONT   = 16;
    localparam H_SYNC    = 96;
    localparam H_BACK    = 48;
    localparam H_TOTAL   = 800; // 640+16+96+48

    localparam V_VISIBLE = 480;
    localparam V_FRONT   = 10;
    localparam V_SYNC    = 2;
    localparam V_BACK    = 33;
    localparam V_TOTAL   = 525; // 480+10+2+33

    // Contadores
    reg [9:0] h_count = 0;
    reg [9:0] v_count = 0;

    // 1. Contador Horizontal y Vertical
    always @(posedge clk_25mhz) begin
        if (rst) begin
            h_count <= 0;
            v_count <= 0;
        end else begin
            // Avance horizontal
            if (h_count == H_TOTAL - 1) begin
                h_count <= 0;
                // Avance vertical (al terminar una línea)
                if (v_count == V_TOTAL - 1) begin
                    v_count <= 0;
                end else begin
                    v_count <= v_count + 1;
                end
            end else begin
                h_count <= h_count + 1;
            end
        end
    end

    // 2. Sincronismos activos a nivel bajo y alineados con los contadores
    assign hsync = ~((h_count >= H_VISIBLE + H_FRONT) &&
                     (h_count <  H_VISIBLE + H_FRONT + H_SYNC));
    assign vsync = ~((v_count >= V_VISIBLE + V_FRONT) &&
                     (v_count <  V_VISIBLE + V_FRONT + V_SYNC));

    // 3. Señal Video ON (Solo pintar cuando estamos en zona visible)
    assign video_on = (h_count < H_VISIBLE) && (v_count < V_VISIBLE);

    // 4. Exportar coordenadas para el dibujante
    assign x = h_count;
    assign y = v_count;

endmodule

module test_patron (
    input wire clk,         // Entrada 12 MHz (si usas PLL fuera) o 25 MHz
    output wire hsync,
    output wire vsync,
    output wire [2:0] rgb   // 3 pines: R, G, B (1 bit cada uno)
);

    wire video_on;
    wire [9:0] x, y;

    // Instancia del driver VGA (Asumimos que 'clk' ya es 25 MHz)
    vga_driver mi_vga (
        .clk_25mhz(clk),
        .rst(1'b0),
        .hsync(hsync),
        .vsync(vsync),
        .video_on(video_on),
        .x(x),
        .y(y)
    );

    // LÓGICA DE PINTADO
    // Si video_on es 0, OBLIGATORIO mandar NEGRO (000).
    // Si no, el monitor perderá el nivel de negro y se verá mal.
    
    reg [2:0] color_pintar;
    
    always @(*) begin
        if (!video_on) begin
            color_pintar = 3'b000;
        end else begin
            // Ejemplo: Bandera tricolor vertical
            if (x < 213)      color_pintar = 3'b100; // Rojo
            else if (x < 426) color_pintar = 3'b010; // Verde
            else              color_pintar = 3'b001; // Azul
            
            // Ejemplo 2: Tablero de ajedrez
            // color_pintar = (x[4] ^ y[4]) ? 3'b111 : 3'b000;
        end
    end

    assign rgb = color_pintar;

endmodule