🏓 第6课：乒乓球游戏

// 左挡板碰撞
if(ball_x<=PAD_MARGIN+PAD_W &&
   ball_y+BALL_SZ>lp_y && ball_yball_y+4) lp_y<=lp_y-2;

module pong_tb;
    logic clk,rst_n; logic hsync,vsync; logic [2:0] rgb;
    pong uut(.*);
    initial clk=0; always #20 clk=~clk;

    int frame_count=0; logic vsync_prev; int score_events;
    always @(posedge clk) begin
        vsync_prev<=vsync;
        if(vsync&&!vsync_prev) begin
            frame_count++;
            if(frame_count%30==0)
                $display("  帧%0d: ball=(%0d,%0d) score=%0d:%0d",
                    frame_count,uut.ball_x,uut.ball_y,
                    uut.score_l,uut.score_r);
            if(uut.score_l>0 || uut.score_r>0) score_events++;
            if(score_events>=3) begin
                $display("Pong验证完成! 比分%0d:%0d ✓",
                    uut.score_l,uut.score_r);
                $finish;
            end
        end
    end
    initial begin rst_n=0;#100;rst_n=1;end
    initial #500_000_000 $finish;
endmodule

// 球击中挡板不同位置 → 不同反弹角度
// 击中挡板中心 → 水平反弹
// 击中挡板边缘 → 大角度反弹

// 计算球在挡板上的相对位置 (-20 ~ +20)
wire signed [5:0] hit_pos;
assign hit_pos = (ball_y + 4) - (lp_y + 20); // 相对中心偏移

always @(posedge clk) if(vsync_fall && left_hit) begin
    ball_vx <= 2; // 向右反弹
    case(1)
        (hit_pos < -12): ball_vy <= -2;  // 上边缘 → 大角度上
        (hit_pos <  -4): ball_vy <= -1;  // 偏上 → 小角度上
        (hit_pos <   4): ball_vy <=  0;  // 中心 → 水平
        (hit_pos <  12): ball_vy <=  1;  // 偏下 → 小角度下
        default:          ball_vy <=  2;   // 下边缘 → 大角度下
    endcase
end

verilator --binary -j 0 --trace \
    vga_sync.v pong.v pong_tb.sv
./obj_dir/Vpong_tb

# 预期输出：
#   帧30: ball=(xxx,xxx) score=0:0
#   帧60: ball=(xxx,xxx) score=0:0
#   ...
#   Pong验证完成! 比分1:0 ✓

# 提示：AI挡板会跟踪球，所以得分需要等球速度
# 超过AI跟踪速度才能得分
# 可以降低AI速度(改为+1而非+2)加速得分

module pong_tb;
    logic clk,rst_n; logic hsync,vsync; logic [2:0] rgb;
    pong uut(.*);
    initial clk=0; always #20 clk=~clk;

    int frame_count=0; logic vsync_prev; int score_events;
    always @(posedge clk) begin
        vsync_prev<=vsync;
        if(vsync&&!vsync_prev) begin
            frame_count++;
            if(frame_count%30==0)
                $display("帧%0d: ball=(%0d,%0d) score=%0d:%0d",
                    frame_count,uut.ball_x,uut.ball_y,uut.score_l,uut.score_r);
            if(uut.score_l>0||uut.score_r>0) score_events++;
            if(score_events>=3) begin
                $display("Pong验证完成! 比分%0d:%0d ✓",uut.score_l,uut.score_r);
                $finish;
            end
        end
    end
    initial begin rst_n=0;#100;rst_n=1;end
    initial #500_000_000 $finish;
endmodule