构建一个没有输入和一个输出常数1的输出的电路
`timescale 1ns/1ns
module top_module(one);
output wire one;
assign one = 1;
endmodule
定义了一个名为top_module
的模块,该模块具有一个输出端口one
,并将该端口的值赋值为1。
output wire one;
:这定义了一个名为one
的输出端口。output
关键字表示这是一个输出端口,而wire
表示这是一个线性的端口类型。这意味着one
是一个用于输出信号的线性端口。assign one = 1;
:这一行使用assign
关键字将输出端口one
赋值为1。这意味着无论何时引用one
端口,它都将输出1。
创建一个具有一个输入和一个输出的模块,其行为类似于电路上的连线。
input in0
:定义一个名为in0
的输入端口。输入端口可以接收一个单独的信号,通常是一个位(1位)信号。output out1
:定义一个名为out1
的输出端口。assign out1 = in0;
:连线部分,将in0
值分配给out1
。这意味着out1
端口的值将始终与in0
端口的值相同。
创建一个具有 2个输入和 3个输出的模块,使用线连接的方式:a->z,b->x,b->y
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input wire a,b,
output wire x,y,z
);
assign z=a;
assign x=b;
assign y=b;
endmodule
input wire a, b
:这定义了两个输入端口,分别命名为a
和b
。它们都被声明为线性(wire
)端口类型,表示它们用于输入信号,并且信号可以被赋值和连线。output wire x, y, z
:这定义了三个输出端口,分别命名为x
、y
和z
。它们也被声明为线性端口类型,表示它们用于输出信号。assign z = a;
:这一行使用assign
关键字将输入端口a
的值赋值给输出端口z
。assign x = b;
:这一行使用assign
关键字将输入端口b
的值赋值给输出端口x
。assign y = b;
:这一行使用assign
关键字将输入端口b
的值赋值给输出端口y
。
输出输入信号的值的相反的值
`timescale 1ns/1ns
module top_module( input in, output out );
assign out=~in;
endmodule
input in
:这定义了一个名为in
的输入端口。它表示该模块将接收一个单一的位(1位)输入信号,该信号可以是0或1。output out
:这定义了一个名为out
的输出端口。这个输出端口将被用来输出与输入端口in
相反的信号。assign out = ~in;
:这一行使用assign
关键字来实现逻辑赋值。它将输出端口out
赋值为输入端口in
的逻辑反值(取反)。也就是说,如果输入信号in
为0,那么输出信号out
将为1,反之亦然。
创建实现 AND 门的模块,输入有三个wire,将三个信号(a b c)进行与操作,请思考在实际电路需要几个与门?
`timescale 1ns/1ns
module top_module( input a, input b, input c, output d );
assign d = a&b&c;
endmodule
input a, b, c
:这定义了三个输入端口,分别命名为a
、b
和c
。它们表示该模块接收三个输入信号,每个信号可以是0或1。output d
:这定义了一个名为d
的输出端口。这个输出端口将用于输出逻辑与(AND)操作的结果。assign d = a & b & c;
:这一行使用assign
关键字将输出端口d
赋值为输入端口a
、b
和c
的逻辑与操作的结果。这意味着只有当a
、b
和c
都为1时,d
端口才会输出1;否则,d
端口将输出0
`timescale 1ns/1ns
module top_module( input a, input b, input c, output d );
assign d = a&b&c;
endmodule
input a, b, c:
这定义了三个输入端口,分别命名为a
、b
和c
。它们表示该模块接收三个输入信号,每个信号可以是0或1.output d:
这定义了一个名为d
的输出端口。这个输出端口将用于输出逻辑与(AND)操作的结果.assign d = a & b & c:
这一行使用assign
关键字将输出端口d
赋值为输入端口a
、b
和c
的逻辑与操作的结果。这意味着只有当a
、b
和c
都为1时,d
端口才会输出1;否则,d
端口将输出0.
创建实现 OR和NOR 的模块,NOR 门是输出反相的 OR 门。
c 是 nor输出,d是or输出
`timescale 1ns/1ns
module top_module( input a, input b, output c, output d);
assign c=~d,d=a|b;
endmodule
assign c = ~d,d = a | b
:这一行包含了两个赋值语句。
首先,c
端口被赋值为~d
,表示c
的值等于d
的逻辑反值(取反)。
其次,d
端口被赋值为a|b
,表示d
的值等于输入端口a
和b
的逻辑或操作的结果。
-
~d
表示将d
的值取反,即如果d
为 1,则c
为 0,反之亦然。 -
a | b
表示将输入信号a
和b
进行逻辑或操作,即如果a
或b
中有至少一个为 1,那么d
为 1;如果两者都为 0,那么d
为 0。
创建一个实现 XOR 门的模块
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input a,
input b,
output c );
assign c = (~a & b) + (a & ~b);
endmodule
写出如图的rtl逻辑,限制使用最多四次assign
`timescale 1ns/1ns
module top_module (
input a,
input b,
input c,
input d,
output e,
output f );
assign e=~(a&b)^(c|d);
assign f=~e;
endmodule
多位信号:构建一个具有一个3位输入in的信号[2:0],将其分成三个独立的输出a b c(从2到0)
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [2:0]in,
output a,b,c
);
assign {a,b,c}=in;
endmodule
module top_module(input [2:0] in, output a, b, c);
:这是模块的定义开始,模块名为top_module
,并在括号中列出了模块的输入和输出端口。(1)input [2:0] in
:这定义了一个名为in
的输入端口,它是一个3位宽的信号。[2:0]
表示这个信号可以包含3个比特,即可以表示0到7之间的整数值。因此,in
可以取8种不同的二进制组合,从000到111 (2)output a, b, c
:这定义了三个输出端口,分别命名为a
、b
和c
。这些输出端口将用于输出in
端口的不同比特值。assign {a, b, c} = in;
:这一行使用assign
关键字,将输入端口in
的值拆分成三个部分,并分别赋值给输出端口a
、b
和c
。使用{}
括号表示一个向量的赋值,其中a
接收in
的最低位,b
接收in
的中间位,c
接收in
的最高位。
一个16位信号in包含四个四位数[3:0]a[3:0]b[3:0]c[3:0]d,将它们顺序倒置为dcba输出,输出out
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input wire [15:0] in ,
output wire [15:0] out
);
wire [3:0] a,b,c,d;
assign {a,b,c,d} = in;
assign out = {d,c,b,a};
endmodule
wire [3:0] a, b, c, d;
:这定义了四个中间的线性信号端口,分别命名为a
、b
、c
和d
。每个中间端口都是4位宽的线性信号。assign {a, b, c, d} = in;
:这一行使用assign
关键字,将输入端口in
的值拆分成四个部分,并分别赋值给中间端口a
、b
、c
和d
。使用{}
括号表示一个向量的赋值,其中a
接收in
的低4位,b
接收in
的接下来的4位,以此类推。assign out = {d, c, b, a};
:这一行将中间端口d
、c
、b
和a
的值重新组合成一个16位宽的向量,并赋值给输出端口out
。这个操作实际上是对输入信号in
的反转,即输出信号out
的最低位是输入信号in
的最高位,
现有一个模块,输入信号为[2:0]a和[2:0]b,请输出信号的按位或[2:0]c和或信号d
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [2:0] a,
input [2:0] b,
output [2:0] c,
output d
);
assign c=a|b;
assign d=a||b;
endmodule
或:| 按位或;|| 逻辑或;
将一个五输入的信号分别进行的每一位进行: 全部按位与;全部按位或;全部按位异或
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [4:0] in,
output out_and,
output out_or,
output out_xor
);
assign out_and=&in[4:0];
assign out_or=|in[4:0];
assign out_xor=^in[4:0];
endmodule
input [4:0] in
:这是一个5位宽的输入端口,用于接收一个5位宽的数据。[4:0]
表示索引范围从4到0,因此in
是一个包含5个位的向量。
然后,使用assign
语句为这些输出端口分配值:
assign out_and = &in[4:0];
:这将out_and
设置为输入向量in
中所有位的按位与操作的结果。换句话说,out_and
将等于in[4] & in[3] & in[2] & in[1] & in[0]
。assign out_or = |in[4:0];
:这将out_or
设置为输入向量in
中所有位的按位或操作的结果。换句话说,out_or
将等于in[4] | in[3] | in[2] | in[1] | in[0]
。assign out_xor = ^in[4:0];
:这将out_xor
设置为输入向量in
中所有位的按位异或操作的结果。换句话说,out_xor
将等于in[4] ^ in[3] ^ in[2] ^ in[1] ^ in[0]
。
将6个输入信号串联转为四个信号输出,输入信号为[4:0] a[4:0] b[4:0]c [4:0]d [4:0]e [4:0]f,末尾增加一个宽度为两位的3,形成32位长度后,按照从前到后的顺序输出[7:0]w [7:0]x [7:0]y [7:0]z
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [4:0] a, b, c, d, e, f,
output [7:0] w, x, y, z );
assign {w,x,y,z}={a,b,c,d,e,f,2'b11};
endmodule
{a,b,c,d,e,f,2'b11}是拼接操作。
输入一个16位的信号in,将其从低位到高位输出(即反转顺序输出)为out
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [15:0] in,
output [15:0] out
);
assign out={in[0],in[1],in[2],in[3],in[4],in[5],in[6],in[7],in[8],in[9],in[10],in[11],in[12],in[13],in[14],in[15]};
endmodule
给定四个无符号数字,找到最大值。不使用if进行判断,尽量少使用语句的情况下完成。
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [7:0] a, b, c, d,
output [7:0] max);
wire [7:0] t1;
wire [7:0] t2;
assign t1=(a>b)?a:b;
assign t2=(c>d)?c:d;
assign max=(t1>t2)?t1:t2;
endmodule
三元操作符,同C语言。
给定五个1bit信号(a、b、c、d 和 e),生成两种25位的数据: 一种是将信号复制五次后连接起来aaaaabbbbb...,一种是将信号连接起来复制五次成为abcdeabcde... 。比较两个25位信号,如果两个信号的同样位置的位相等,则输出1。
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input a, b, c, d, e,
output [24:0] out
);
wire [24:0] out1,out2;
assign out1 = {{5{a}},{5{b}},{5{c}},{5{d}},{5{e}}};
assign out2 = {5{a,b,c,d,e}};
assign out = out1^~out2;
endmodule
使用assign
语句为这两个wire赋值:
assign out1 = {{5{a}},{5{b}},{5{c}},{5{d}},{5{e}}};
-
{{5{a}},{5{b}},{5{c}},{5{d}},{5{e}}}
是一个拼接操作,它将每个输入端口a
、b
、c
、d
和e
分别复制5次,然后将它们连接成一个25位宽的向量。因此,out1
包含了输入端口的值,每个值都重复了5次。
assign out2 = {5{a,b,c,d,e}};
-
{5{a,b,c,d,e}}
也是一个拼接操作,它将输入端口a
、b
、c
、d
和e
的值组合成一个5位宽的向量,然后将这个向量重复5次,形成一个25位宽的向量。因此,out2
包含了输入端口的值,每个值都重复了5次。
输入5个4bit信号,根据sel的值选出对应的信号,对应关系为:0~a 1~b 2~c 3~d 4~e 其他~置零
`timescale 1ns/1ns
module top_module(
input [3:0] a, b, c, d, e,
input [2:0] sel,
output reg [3:0] out );
//此题考察case 选择语句
always@(*)begin
case(sel)
0: out = a;
1: out = b;
2: out = c;
3: out = d;
4: out = e;
default: out = 'd0;
endcase
end
endmodule
在模块的主体中,使用 always
块来创建一个组合逻辑,该逻辑会根据 sel
的值选择要输出的输入端口的值。具体地说,它使用 case
语句来根据 sel
的不同值进行选择: