HDLBits刷题Day05

强烈建议大家去看看HDLBits 中文导学，原文在知乎
链接: link.

36.Conditional ternary operator

其实也就是c语言中条件运算符

module top_module (
    input [7:0] a, b, c, d,
    output [7:0] min);//
    wire [7:0] result1,result2;
    assign result1 = (a<b)? a:b;
    assign result2 = (result1<c)?result1:c;
    assign min = (result2<d)?result2:d;

endmodule

37 .Reduction operator–按位（归约）运算符

& a[3:0]     // AND: a[3]&a[2]&a[1]&a[0]. Equivalent to (a[3:0] == 4'hf)
| b[3:0]     // OR:  b[3]|b[2]|b[1]|b[0]. Equivalent to (b[3:0] != 4'h0)
^ c[2:0]     // XOR: c[2]^c[1]^c[0]

直接异或输出

module top_module (
    input [7:0] in,
    output parity); 
    assign parity=^in;

endmodule

奇偶校验 :是检验传输数据中1的个数，当然有奇数有偶数，，这时候就需要用我们的校验位了，通过检验位将传输1的个数变成奇数就是奇校验，变成偶数就是偶校验

8'b01100100   //原数据
9'b01100100_0 //奇校验
9'b01100100_1 //偶校验

38 .Gates100

 assign out_and=∈
    assign out_or=|in;
    assign out_xor=^in;

39 .Vector reversal

一个数组逆置的操作，可以用for循环，很简单

module top_module (
   input [99:0] in,
   output reg [99:0] out
);
   
   always @(*) begin
   	for (int i=0;i<$bits(out);i++)		// $bits() is a system function that returns the width of a signal.
   		out[i] = in[$bits(out)-i-1];	// $bits(out) is 100 because out is 100 bits wide.
   end
   
endmodule

$bits():输出一个函数的长度；

40.255-bit population count

输出输入矢量的1的个数

module top_module( 
    input [254:0] in,
    output [7:0] out );
    always @(*)begin
        out=8'b00000000;
        for(int i=0;i<=254;i++)begin
       
            if(in[i]==1) begin
                out=out+1'b1;
    end
        else begin
            out=out+1'b0;
    end
    end    
end
endmodule

主要就是一个二进制的累加

41.100-bit binary adder 2

要么用for循环执行，或者generate块；
1位全加器的结构：
一位全加器的真值表如下图，其中Ai为被加数，Bi为加数，相邻低位来的进位数为Ci-1，输出本位和为Si。向相邻高位进位数为Ci

//1位全加器的形式
assign cout=(a&cin)|(b&cin)|(a&b);
assign sum=a^b^cin;

使用always块加for循环来写，当然也可以使用generate生成语句来写，可是我不会，2333

module top_module( 
    input [99:0] a, b,
    input cin,
    output [99:0] cout,
    output [99:0] sum );
    //1位全加器
    //assign cout=(a&cin)|(b&cin)|(a&b);
    //assign sum=a^b^cin;
    integer i;
    assign sum[0]=a[0]^b[0]^cin;
    assign cout[0]=(a[0]&b[0])|(a[0]&cin)|(b[0]&cin);
           
    always@(*)
        for(i=1;i<=99;i++)begin
                sum[i]=a[i]^b[i]^cout[i-1];
                cout[i]=(a[i]&b[i])|(a[i]&cout[i-1])|(b[i]&cout[i-1]);
                
            end

endmodule

42.BCD–add100

什么是BCD码：
通常意义上的BCD码是用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码；当然还有其他复杂的。
BCD码的运算规则：BCD码是十进制数，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将 BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。

修正的规则是：当两个BCD码相加，如果和等于或小于 1001(即十进制数9)，不需要修正；如果相加之和在 1010 到1111之间，则需加 6 进行修正；如果相加时，本位产生了进位，也需加 6 进行修正。

这样做的原因是，机器按二进制相加，所以 4 位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是 2 个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16 与10相差 6，所以当和超过 9或有进位时，都要加 6 进行修正。

本题只能使用generate生成语句来写，没办法只能学，
generate生成语句：

1. 关键字generate 与 endgenerate来指定范围
2. 有generate-for、generate-if、generate-case三种语句

generate-for:

1. 必须有genvar关键字定义for语句的变量;]
2. for语句的内容必须加begin和end（即使就一句）
3. for语句必须有个名字

这里其实不用我们想上一题一样去考虑1位全加器的内部算法，因为这一题他给了一个bcd_fadd的模块，在这个模块中算法是已经定义好的，我们现在要做的就是将信号连接起来。

module top_module( 
    input [399:0] a, b,
    input cin,
    output cout,
    output [399:0] sum );
    /*
    module bcd_fadd {
    input [3:0] a,
    input [3:0] b,
    input     cin,
    output   cout,
    output [3:0] sum );
    */
    /*Genvar gi;  //在generate语句中采用genvar声明
    generate 
  for (gi=0; gi<SIZE; gi=gi+1) 
      begin : genbit    //for语句必须有名字
        assign bin[i] = ^gray[SIZE-1:gi];
      end
    endgenerate */
    wire [399:0] carry_out;//用来存放每次cout的中间值；我一直在想为什么要申请400位，100位就够用了，
                           //之所以申请400是为了，配合i的赋值实际上只用了100位
    genvar i;
    //先例化第0个
    bcd_fadd bcd_f100(
        .a(a[3:0]),
        .b(b[3:0]),
        .cin(cin),
        .cout(carry_out[0]),
        .sum(sum[3:0])
    );
    
    generate
        for(i=4;i<=399;i=i+4)
            begin:bcd100
         bcd_fadd bcd_f100(
             .a(a[i+3:i]),
             .b(b[i+3:i]),
             .cin(carry_out[i-4]),
             .cout(carry_out[i]),
             .sum(sum[i+3:i])
         );
            end
    endgenerate
                
    assign cout=carry_out[396];
    

endmodule