HDLBits: 在線學(xué)習(xí) SystemVerilog（九）-Problem 36-42

HDLBits 是一組小型電路設(shè)計(jì)習(xí)題集，使用 Verilog/SystemVerilog 硬件描述語(yǔ)言 (HDL) 練習(xí)數(shù)字硬件設(shè)計(jì)~

縮略詞索引：

SV:SystemVerilog

今天的幾道題主要是補(bǔ)充SV的一些補(bǔ)充語(yǔ)法練習(xí)。

Problem 36-Conditional

這道題主要是考察條件（三元）運(yùn)算符的用法，具體詳見(jiàn)《SystemVerilog-條件（三元）運(yùn)算符》！

題目說(shuō)明

給定四個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)，請(qǐng)找出最小值。無(wú)符號(hào)數(shù)可以與標(biāo)準(zhǔn)比較運(yùn)算符（a < b）進(jìn)行比較。使用條件運(yùn)算符描述一個(gè)兩路的最小值電路，然后組合它來(lái)創(chuàng)建一個(gè)4路最小電路。可能需要一些線向量作為中間結(jié)果。

模塊端口聲明

moduletop_module(
input[7:0]a,b,c,d,
output[7:0]min);

題目解析

這個(gè)題目重點(diǎn)是靈活使用三元運(yùn)算符，因?yàn)檫@個(gè)語(yǔ)法比較簡(jiǎn)單，所以大家注意一下使用方式即可~

moduletop_module(
inputlogic[7:0]a,b,c,d,
outputlogic[7:0]min
);



assignmin=((a

	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網(wǎng)站會(huì)對(duì)比這兩個(gè)波形，一旦這兩者不匹配，仿真結(jié)果會(huì)變紅。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 37-Reduction

	這題是考察歸約運(yùn)算符，本來(lái)想在SV系列文章里寫(xiě)的，這次作為一個(gè)專題在下面一篇文章中。

	題目說(shuō)明

	當(dāng)通過(guò)不完善的通道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，奇偶校驗(yàn)通常用作檢測(cè)錯(cuò)誤的簡(jiǎn)單方法。創(chuàng)建一個(gè)電路，計(jì)算 8 位字節(jié)的奇偶校驗(yàn)位（將向該字節(jié)添加第9位)。 我們將使用偶校驗(yàn)，其中奇偶校驗(yàn)位只是所有8個(gè)數(shù)據(jù)位的XOR。

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[7:0]in,
outputparity);



	

	題目解析

	這道題難度不大核心代碼只有一行。

	簡(jiǎn)單解答

	
moduletop_module(
inputlogic[7:0]in,
outputlogicparity
);
assignparity=^in;
endmodule




	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中的無(wú)波形。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 38-Gates100

	題目說(shuō)明

	構(gòu)建具有100個(gè)輸入的組合電路。

	電路一共有3個(gè)輸出：

	

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[99:0]in,
outputout_and,
outputout_or,
outputout_xor
);


	

	題目解析

	上一個(gè)問(wèn)題已經(jīng)說(shuō)過(guò)歸約運(yùn)算符了，這道題肯定也是類似解答思路，應(yīng)該很簡(jiǎn)單吧~~~

	
moduletop_module(
inputlogic[99:0]in,
outputlogicout_and,
outputlogicout_or,
outputlogicout_xor
);

assignout_and=∈
assignout_or=|in;
assignout_xor=^in;

endmodule


	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網(wǎng)站會(huì)對(duì)比這兩個(gè)波形，一旦這兩者不匹配，仿真結(jié)果會(huì)變紅。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 39-Vector100r

	題目說(shuō)明

	給了一個(gè)長(zhǎng)度是100的向量，請(qǐng)把它翻轉(zhuǎn)輸出一下。

	提示：for循環(huán)(組合always塊或者generate塊)在這里很有用。 這道題中，因?yàn)椴恍枰K實(shí)例化(必須使用generate塊)，建議使用always塊。

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[99:0]in,
output[99:0]out
);


	

	題目解析

	提示中已經(jīng)暗示了使用for循環(huán)，所以我們就按照always...for...使用即可。

	
moduletop_module(
inputlogic[99:0]in,
outputlogic[99:0]out
);

varintegeri;
always_combbegin
for(i=0;i<=?99;?i?=?i?+?1)begin
????????????out[i]?=?in[99?-?i];
????????end
????end

endmodule





	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中無(wú)波形。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 40-Popcount255

	題目說(shuō)明

	老生常談的題目了，設(shè)計(jì)電路來(lái)計(jì)算輸入矢量中‘1’的個(gè)數(shù)，題目要求建立一個(gè)255bit輸入的矢量來(lái)判斷輸入中‘1’的個(gè)數(shù)。

	提示：重復(fù)工作量建議使用for~

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[254:0]in,
output[7:0]out);


	

	題目解析

	這個(gè)題目的爭(zhēng)論點(diǎn)在怎么減少邏輯量，目前沒(méi)什么好思路，但是可以增加運(yùn)行速度，那就是分類冶制。

	
moduletop_module(
input[254:0]in,
outputreg[7:0]out
);

always@(*)begin//Combinationalalwaysblock
out=0;
for(inti=0;i<255;i++)
???out?=?out?+?in[i];
?end
?
endmodule



	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網(wǎng)站會(huì)對(duì)比這兩個(gè)波形，一旦這兩者不匹配，仿真結(jié)果會(huì)變紅。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 41-Adder100i

	題目說(shuō)明

	通過(guò)實(shí)例化 100 個(gè)全加器來(lái)創(chuàng)建一個(gè) 100 位二進(jìn)制波紋進(jìn)位加法器。加法器將兩個(gè) 100 位數(shù)字和一個(gè)進(jìn)位相加，輸出為sum與cout，還要輸出紋波進(jìn)位加法器中每個(gè)全加器的進(jìn)位。cout[99] 是最后一個(gè)全加器的最終進(jìn)位，也是通常看到的進(jìn)位。

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[99:0]a,b,
inputcin,
output[99:0]cout,
output[99:0]sum);


	

	題目解析

	這個(gè)題目簡(jiǎn)單的用法就是generate...for，最近在整理這方面知識(shí)，在這篇文章發(fā)出來(lái)之前應(yīng)該已經(jīng)發(fā)布，詳見(jiàn)《【Verilog我思我用】-generate》。

	
moduletop_module(
inputlogic[99:0]a,b,
inputlogiccin,
outputlogic[99:0]cout,
outputlogic[99:0]sum);


generate
genvari;
for(i=0;i<=?99;?i?=?i?+?1)begin:adder
?????????if(i?==?0)begin
?????????????assign?{cout[0],?sum[0]}?=?a[0]?+?b[0]?+?cin;
????????????end
????????????else?begin
?????????????assign?{cout[i],?sum[i]}?=?a[i]?+?b[i]?+?cout[i-1];
????????????end?????????
????????end
????endgenerate

endmodule



	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中是無(wú)波形的。

	這一題就結(jié)束了。

	Problem 42-Bcdadd100

	題目說(shuō)明

	本題已經(jīng)提供了一個(gè)名為bcd_fadd的BCD一位全加器，他會(huì)添加兩個(gè)BCD數(shù)字和一個(gè)cin，并產(chǎn)生一個(gè)cout和sum。

	
modulebcd_fadd{
input[3:0]a,
input[3:0]b,
inputcin,
outputcout,
output[3:0]sum);


	

	我們需要實(shí)例化100個(gè)bcd_fadd來(lái)實(shí)現(xiàn)100位的BCD進(jìn)位加法器。該加法器應(yīng)包含兩個(gè)100bit的BCD碼和一個(gè)cin， 輸出產(chǎn)生sum 和 cout。

	模塊端口聲明

	
moduletop_module(
input[399:0]a,b,
inputcin,
outputcout,
output[399:0]sum);


	

	題目解析

	這個(gè)題目也是在鞏固generate用法，建議自己完成并思考。

	
moduletop_module(
inputlogic[399:0]a,b,
inputlogiccin,
outputlogiccout,
outputlogic[399:0]sum);


wirelogic[99:0]cout_temp;

generate
genvari;
for(i=0;i<=?99;?i?=?i?+?1)begin:BCD_adder
????????????if(i?==?0)begin
????????????????bcd_fadd?u1_bcd_fadd(
????????????????????.a??(a[3:0]??),
????????????????????.b??(b[3:0]??),
????????????????????.cin?(cin??),
????????????????????.sum?(sum[3:0]?),
????????????????????.cout?(cout_temp[0]?)
????????????????);
????????????end
????????????else?begin
????????????????bcd_fadd?u2_bcd_fadd(
????????????????????.a??(a[4?*?i?+?3:?4?*?i]?),
????????????????????.b??(b[4?*?i?+?3:?4?*?i]?),
????????????????????.cin?(cout_temp[i?-?1]???????),
????????????????????.sum?(sum[4?*?i?+?3:?4?*?i]??),
????????????????????.cout?(cout_temp[i]???????????)
????????????????);
????????????end
????????end
????????assign?cout?=?cout_temp[99];
????endgenerate
????????????????????

endmodule



	

	點(diǎn)擊Submit，等待一會(huì)就能看到下圖結(jié)果：

	

	注意圖中的無(wú)波形。

	這一題就結(jié)束了。

	總結(jié)

	今天的幾道題就結(jié)束了，整體屬于加強(qiáng)練習(xí)的過(guò)程，適合獨(dú)立完成，加強(qiáng)理解。

	   審核編輯：彭靜