HDLBits: 在线学习 SystemVerilog（九）-Problem 36-42
HDLBits 是一组小型电路设计习题集，使用 Verilog/SystemVerilog 硬件描述语言 (HDL) 练习数字硬件设计~
缩略词索引：
SV:SystemVerilog
今天的几道题主要是补充SV的一些补充语法练习。
Problem 36-Conditional
这道题主要是考察条件（三元）运算符的用法，具体详见《SystemVerilog-条件（三元）运算符》！
题目说明
给定四个无符号数，请找出最小值。无符号数可以与标准比较运算符（a < b）进行比较。使用条件运算符描述一个两路的最小值电路，然后组合它来创建一个4路最小电路。可能需要一些线向量作为中间结果。
模块端口声明
module top_module ( input [7:0] a, b, c, d, output [7:0] min);
题目解析
这个题目重点是灵活使用三元运算符，因为这个语法比较简单，所以大家注意一下使用方式即可~
module top_module ( input logic [7:0] a, b, c, d, output logic [7:0] min ); assign min = ((a < b ? a : b) < c ? (a < b ? a : b) : c) < d ? ((a < b ? a : b) < c ? (a < b ? a : b) : c) : d; endmodule
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中的Ref是参考波形，Yours是你的代码生成的波形，网站会对比这两个波形，一旦这两者不匹配，仿真结果会变红。
这一题就结束了。
Problem 37-Reduction
这题是考察归约运算符，本来想在SV系列文章里写的，这次作为一个专题在下面一篇文章中。
题目说明
当通过不完善的通道传输数据时，奇偶校验通常用作检测错误的简单方法。创建一个电路，计算 8 位字节的奇偶校验位（将向该字节添加第9位)。 我们将使用偶校验，其中奇偶校验位只是所有8个数据位的XOR。
模块端口声明
module top_module ( input [7:0] in, output parity);
题目解析
这道题难度不大核心代码只有一行。
简单解答
module top_module ( input logic [7:0] in, output logic parity ); assign parity = ^in ; endmodule
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中的无波形。
这一题就结束了。
Problem 38-Gates100
题目说明
构建具有100个输入的组合电路。
电路一共有3个输出：
模块端口声明
module top_module( input [99:0] in, output out_and, output out_or, output out_xor );
题目解析
上一个问题已经说过归约运算符了，这道题肯定也是类似解答思路，应该很简单吧~~~
module top_module( input logic [99:0] in, output logic out_and, output logic out_or, output logic out_xor ); assign out_and = & in; assign out_or = | in; assign out_xor = ^ in; endmodule
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中的Ref是参考波形，Yours是你的代码生成的波形，网站会对比这两个波形，一旦这两者不匹配，仿真结果会变红。
这一题就结束了。
Problem 39-Vector100r
题目说明
给了一个长度是100的向量，请把它翻转输出一下。
提示：for循环(组合always块或者generate块)在这里很有用。 这道题中，因为不需要模块实例化(必须使用generate块)，建议使用always块。
模块端口声明
module top_module( input [99:0] in, output [99:0] out );
题目解析
提示中已经暗示了使用for循环，所以我们就按照always...for...使用即可。
module top_module( input logic [99:0] in, output logic [99:0] out ); var integer i; always_comb begin for(i = 0; i <= 99; i = i + 1)begin out[i] = in[99 - i]; end end endmodule
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中无波形。
这一题就结束了。
Problem 40-Popcount255
题目说明
老生常谈的题目了，设计电路来计算输入矢量中‘1’的个数，题目要求建立一个255bit输入的矢量来判断输入中‘1’的个数。
提示：重复工作量建议使用for~
模块端口声明
module top_module( input [254:0] in, output [7:0] out );
题目解析
这个题目的争论点在怎么减少逻辑量，目前没什么好思路，但是可以增加运行速度，那就是分类冶制。
module top_module ( input [254:0] in, output reg [7:0] out ); always @(*) begin // Combinational always block out = 0; for (int i=0;i<255;i++) out = out + in[i]; end endmodule
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中的Ref是参考波形，Yours是你的代码生成的波形，网站会对比这两个波形，一旦这两者不匹配，仿真结果会变红。
这一题就结束了。
Problem 41-Adder100i
题目说明
通过实例化 100 个全加器来创建一个 100 位二进制波纹进位加法器。加法器将两个 100 位数字和一个进位相加，输出为sum与cout，还要输出纹波进位加法器中每个全加器的进位。cout[99] 是最后一个全加器的最终进位，也是通常看到的进位。
模块端口声明
module top_module( input [99:0] a, b, input cin, output [99:0] cout, output [99:0] sum );
题目解析
这个题目简单的用法就是generate...for，最近在整理这方面知识，在这篇文章发出来之前应该已经发布，详见《【Verilog我思我用】-generate》。
module top_module(
input logic [99:0] a, b,
input logic cin,
output logic [99:0] cout,
output logic [99:0] sum );
generate
genvar i;
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
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中是无波形的。
这一题就结束了。
Problem 42-Bcdadd100
题目说明
本题已经提供了一个名为bcd_fadd的BCD一位全加器，他会添加两个BCD数字和一个cin，并产生一个cout和sum。
module bcd_fadd {
input [3:0] a,
input [3:0] b,
input cin,
output cout,
output [3:0] sum );
我们需要实例化100个bcd_fadd来实现100位的BCD进位加法器。该加法器应包含两个100bit的BCD码和一个cin， 输出产生sum 和 cout。
模块端口声明
module top_module( input [399:0] a, b, input cin, output cout, output [399:0] sum );
题目解析
这个题目也是在巩固generate用法，建议自己完成并思考。
module top_module( input logic [399:0] a, b, input logic cin, output logic cout, output logic [399:0] sum ); wire logic [99:0] cout_temp; generate genvar i; 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
点击Submit，等待一会就能看到下图结果：
注意图中的无波形。
这一题就结束了。
总结
今天的几道题就结束了，整体属于加强练习的过程，适合独立完成，加强理解。
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