HDLBits: 在線學習 SystemVerilog（九）-Problem 36-42

HDLBits 是一組小型電路設計習題集，使用 Verilog/SystemVerilog 硬件描述語言 (HDL) 練習數字硬件設計~

縮略詞索引：

SV:SystemVerilog

今天的幾道題主要是補充SV的一些補充語法練習。

Problem 36-Conditional

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

題目說明

給定四個無符號數，請找出最小值。無符號數可以與標準比較運算符（a < b）進行比較。使用條件運算符描述一個兩路的最小值電路，然后組合它來創建一個4路最小電路。可能需要一些線向量作為中間結果。

模塊端口聲明

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

題目解析

這個題目重點是靈活使用三元運算符，因為這個語法比較簡單，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

	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網站會對比這兩個波形，一旦這兩者不匹配，仿真結果會變紅。

	這一題就結束了。

	Problem 37-Reduction

	這題是考察歸約運算符，本來想在SV系列文章里寫的，這次作為一個專題在下面一篇文章中。

	題目說明

	當通過不完善的通道傳輸數據時，奇偶校驗通常用作檢測錯誤的簡單方法。創建一個電路，計算 8 位字節的奇偶校驗位（將向該字節添加第9位)。 我們將使用偶校驗，其中奇偶校驗位只是所有8個數據位的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。

	簡單解答

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




	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中的無波形。

	這一題就結束了。

	Problem 38-Gates100

	題目說明

	構建具有100個輸入的組合電路。

	電路一共有3個輸出：

	

	模塊端口聲明

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


	

	題目解析

	上一個問題已經說過歸約運算符了，這道題肯定也是類似解答思路，應該很簡單吧~~~

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

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

endmodule


	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網站會對比這兩個波形，一旦這兩者不匹配，仿真結果會變紅。

	這一題就結束了。

	Problem 39-Vector100r

	題目說明

	給了一個長度是100的向量，請把它翻轉輸出一下。

	提示：for循環(組合always塊或者generate塊)在這里很有用。 這道題中，因為不需要模塊實例化(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

	提示中已經暗示了使用for循環，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





	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中無波形。

	這一題就結束了。

	Problem 40-Popcount255

	題目說明

	老生常談的題目了，設計電路來計算輸入矢量中‘1’的個數，題目要求建立一個255bit輸入的矢量來判斷輸入中‘1’的個數。

	提示：重復工作量建議使用for~

	模塊端口聲明

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


	

	題目解析

	這個題目的爭論點在怎么減少邏輯量，目前沒什么好思路，但是可以增加運行速度，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



	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中的Ref是參考波形，Yours是你的代碼生成的波形，網站會對比這兩個波形，一旦這兩者不匹配，仿真結果會變紅。

	這一題就結束了。

	Problem 41-Adder100i

	題目說明

	通過實例化 100 個全加器來創建一個 100 位二進制波紋進位加法器。加法器將兩個 100 位數字和一個進位相加，輸出為sum與cout，還要輸出紋波進位加法器中每個全加器的進位。cout[99] 是最后一個全加器的最終進位，也是通常看到的進位。

	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

	這個題目簡單的用法就是generate...for，最近在整理這方面知識，在這篇文章發出來之前應該已經發布，詳見《【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



	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中是無波形的。

	這一題就結束了。

	Problem 42-Bcdadd100

	題目說明

	本題已經提供了一個名為bcd_fadd的BCD一位全加器，他會添加兩個BCD數字和一個cin，并產生一個cout和sum。

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


	

	我們需要實例化100個bcd_fadd來實現100位的BCD進位加法器。該加法器應包含兩個100bit的BCD碼和一個cin， 輸出產生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



	

	點擊Submit，等待一會就能看到下圖結果：

	

	注意圖中的無波形。

	這一題就結束了。

	總結

	今天的幾道題就結束了，整體屬于加強練習的過程，適合獨立完成，加強理解。

	   審核編輯：彭靜