習(xí)題講解完整

ASIC復(fù)習(xí)講解（參考答案）4-14.設(shè)計并驗證一個能統(tǒng)計8位輸入字中1的個數(shù)，并用4位輸出指示的Verilog模塊。問題：如何檢測輸入8位字中有多少個1.方法1：逐位統(tǒng)計有多少個1；方法2：？4位輸入指示1的個數(shù)always

@

(posedgeCLK)if(!Reset_n)begincount<=

0;IsCount<=

0;temp<=

0;end

else

if(DataOK)begintemp<=

data;IsCount

<=

1'b1;count<=

0;

end

else

if(IsCount)begin

if(temp>0)begintemp<=temp&

(temp-1);count<=count+

1'b1;

end

else

begin

IsCount

<=

1'b0;count<=count;

end

end

endmodule

`timescale

1ns

/

1psmoduleCount1(

);wireCLK,Reset_n,DataOK;wire

[7:0]data;DataProduceutt(.CLK(CLK),.Reset_n(Reset_n),.DataOK(DataOK),.data(data));reg

[7:0]temp;

//getthedatareg

[3:0]count;

//countoutputregIsCount;//counthowmany1else

if(dataCount==7)begin

data<=

$random;

DataOK

<=

1'b1;

end

else

begin

data<=data;

DataOK

<=

1'b0;

end

always

@(posedgeCLK)if(!Reset_n)begin

dataCount

<=

0;end

else

dataCount

<=

dataCount

+

1'b1;endmodule產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊moduleDataProduce(output

regCLK,output

regReset_n,output

reg

[7:0]data,output

regDataOK);initial

beginCLK<=

0;

forever

#20CLK<=

~CLK;end

initial

begin

Reset_n<=1;

#30Reset_n<=

0;

forever

#100Reset_n<=

1;end

//producedataandDataOKreg

[3:0]dataCount;always

@

(posedgeCLK)if(!Reset_n)begindata<=

0;end

仿真波形另外一種方法moduleCount2(

);

reg

[7:0]data;

wire

[3:0]count;

assigncount=data[0]+data[1]+data[2]+data[3]+data[4]+data[5]+data[6]+data[7];

always

#20data=$random;endmodule`timescale

1ns

/

1psmodulecount3();reg

[7:0]data;reg

[3:0]count;reg

[4:0]temp;always

@

(data)begincount=

0;

for(temp=0;temp<8;temp=temp+1)

if(data[temp])count=count+

1'b1;end

always

#20data=

$random;endmodule

另外一種方法`timescale

1ns

/

1psmodulecount3();reg

[7:0]data;reg

[3:0]count;reg

[4:0]temp;always

@

(data)begincount<=

0;

for(temp=0;temp<8;temp=temp+1)

if(data[temp])count<=count+

1'b1;end

always

#20data=

$random;endmodule

這個仿真圖是上面哪一個的？另外一種方法moduleCount4();reg

[7:0]data;reg

[3:0]count;reg

[7:0]temp;always

@

(data)begintemp=data;count=0;

while(temp)begin

if(temp[0])count=count+

1'b1;temp=temp>>1;

end

end

always

#20data=

$random;endmodule

5-14.編寫圖P5.14所示電路的Verilog描述，證明：如果D_in的連續(xù)取樣值具有奇數(shù)個1，那么電路的輸出P_odd有效。wire

tempD;always

@

(posedge

clk)

if(reset)begin

P_odd

<=

0;

end

else

begin

P_odd

<=

tempD;

end

assign

tempD

=

P_odd^D_in;

endmodule證明：完整程序`timescale

1ns

/

1psmodule

ch5_14();reg

clk;reg

D_in;reg

reset;wire

tempD;reg

P_odd;always

@

(posedge

clk)if(reset)beginP_odd

<=

0;end

else

begin

P_odd

<=

tempD;endassign

tempD

=

P_odd^D_in;//testalways

@(posedge

clk)if(reset)begin

D_in

<=

1'b0;end

else

D_in

<=$random;always

#5

clk

=

~clk;initial

begin

reset

=0;

clk

=0;

#20

reset

=

1;

forever

#30

reset

=0;end

endmodule

5-15.設(shè)計并驗證符合下面規(guī)范的4位二進制同步計數(shù)器的Verilog模型：下降沿同步、同步裝載與復(fù)位、數(shù)據(jù)并行裝載和低有效使能計數(shù)。輸入：時鐘，使能，復(fù)位，裝載輸出：計數(shù)`timescale

1ns

/

1psmodule

ch5_15(input

clk,input

reset,input

enable,input

load,input

[3:0]loadData,output

reg

[3:0]Count);always

@

(negedge

clk)if(reset)beginCount

<=

0;endelse

if(enable)

if(load)begin

Count

<=

loadData;

end

else

begin

Count

<=

Count

+

1'b1;

end

else

begin

Count

<=

Count;

end

endmodule

設(shè)計模塊`timescale

1ns

/

1psmodule

test();reg

clk,reset,enable,load;reg

[3:0]loadData;wire

[3:0]Count;ch5_15

ut(.clk(clk),.reset(reset),.enable(enable),.load(load),.loadData(loadData),.Count(Count));initial

begin

clk

=0;

forever

#10

clk

=

~clk;end

initial

begin

reset

=0;

#15

reset=1;

forever

#70

reset

=0;end

initial

begin

enable

=1;

#

200

enable

=0;

forever

#30

enable

=1;end

initial

begin

load

=0;

#300

load=1;

forever

#20

load=0;end

initial

begin

loadData

=0;

#300

loadData

=7;

forever

#20

loadData

=0;end

endmodule測試模塊5-19.設(shè)計并驗證模6計數(shù)器的Verilog模型。為了方便，直接在第15題的基礎(chǔ)上修改那么需要思考，模6的位置放在那里？`timescale

1ns

/

1psmodule

ch5_19(input

clk,input

reset,input

enable,input

load,input

[2:0]loadData,output

reg

[2:0]Count);

always

@

(negedge

clk)if(reset)beginCount

<=

0;endelse

if(enable)

if(load)begin

Count

<=

loadData;

end

else

begin

if(Count==5)begin

Count

<=0;

end

else

begin

Count

<=

Count

+

1'b1;

end

end

else

begin

Count

<=

Count;

end

endmodule

設(shè)計模塊`timescale

1ns

/

1psmodule

test();reg

clk,reset,enable,load;reg

[3:0]loadData;wire

[3:0]Count;ch5_15

ut(.clk(clk),.reset(reset),.enable(enable),.load(load),.loadData(loadData),.Count(Count));initial

begin

clk

=0;

forever

#10

clk

=

~clk;end

initial

begin

reset

=0;

#15

reset=1;

forever

#70

reset

=0;end

initial

begin

enable

=1;

#

200

enable

=0;

forever

#30

enable

=1;end

initial

begin

load

=0;

#300

load=1;

forever

#20

load=0;end

initial

begin

loadData

=0;

#300

loadData

=5;

forever

#20

loadData

=0;end

endmodule測試模塊4、綜合軟件的功能是：A)將一個低級別的設(shè)計描述轉(zhuǎn)換為一個功能上等效的高級別的設(shè)計描述；B)將一個用某一種HDL語言描述的設(shè)計轉(zhuǎn)換為一個等效的用另一種HDL語言描述的設(shè)計；C)從一個設(shè)計描述中產(chǎn)生一組測試向量；D)從一個功能上等效的、高級別的設(shè)計描述中產(chǎn)生一個低級別的設(shè)計描述。判斷題1)在理論上，一個器件能夠永遠(yuǎn)維持其亞穩(wěn)定狀態(tài)。2)一個器件進入亞穩(wěn)定狀態(tài)的可能性隨著時鐘頻率的升高而增加。3)流水線技術(shù)可以降低系統(tǒng)功率損耗。4)由連續(xù)賦值語句assign賦值的變量可以是reg類型。YNYN簡答題下列程序中initial塊執(zhí)行完后，I,J,A,B的值會是多少？reg[2:0]A;reg[3:0]B;integerI,J;initialbeginI=0；A=0；I=I-1;A=A-1;B=A;J=J+1;B=B+1;endI=-1J=XA=3’b111B=4’b10003、下面語句的功能是什么？畫出對應(yīng)的電路圖。assigndata_out=(CS_b==0)?(WE==0)?data_in

:data_out:1’bz;當(dāng)CS_b為低，如果WE為低，則將data_in的值賦給data_out，否則data_out保持現(xiàn)有值，如果CS_b不為低，則data_out賦高阻值。帶輸出使能的D鎖存器。CDQWEdata_indata_outCS_b填空題

已知：a=4’b0010，b=4’b1110，c=6’b101101,寫出下面verilogHDL表達式的值。①b&c=；②a&&b=；③a>>2=；④c?a:b=；⑤^c=。Verilog中更多的操作是位操作，所以要用簡單的&|^來表示1、6’b001100(按位與)2、1（邏輯與）3、4’b0000（右移2位）4、4’b0010（問號運算法）

5、0(位異或兩兩依次異或)

填空題

某設(shè)計人員定義了下列的信號標(biāo)識符，其中哪些標(biāo)識符是非法的Name$，_Name，55Name，-Name，$Name，\-Name，a*b_name，always，Name@163，\Name@163,

/Name@163Verilog命名規(guī)則以字母或下劃線開頭的字符串組成了Verilog的標(biāo)識符。命名中可以使用下劃線和符號$。如果以反斜線開頭，則標(biāo)識符中可以使用特殊字符（轉(zhuǎn)義標(biāo)識符）。問答題

談?wù)刬nitial過程塊和always過程塊的區(qū)別？一個程序塊可以有多個initial和always過程塊。每個initial和always說明語句在仿真的一開始同時開始立即執(zhí)行。initial語句只執(zhí)行一次，而always語句則是不斷的重復(fù)活動，直到仿真結(jié)束。但always語句后跟著的過程塊是否運行，則要看它的觸發(fā)條件是否滿足，如滿足則運行過程塊一次。閱讀下面的testbench，畫出在整個仿真期間a，b，c的波形。`timescale10ns/100psmoduletb;rega,b,c;initial

begina=1’b0;b=1’b1;#10a=1’b1;#5b=1’b0;#20a=1’b0;#35b=1’b1;

#15$finish;endInitial#13c=a&b;endmoduleabcx編程題用VerilogHDL語言實現(xiàn)給定功能：某一輸入為in輸出為out的“1010”序列檢測器。當(dāng)輸入序列中含“1010”時，輸出out為1，否則out為0。允許輸入碼型的重疊。狀態(tài)機題目state01outInitInitc10C1(1)c2c10C2(10)Initc30C3(101)OKc10OK(1010)InitC31`timescale

1ns/1psmodulese_de(inputclk,inputreset_n,inputdata_in,output

regOut);parameterinit=

3'd0;parameterC1=

3'd1;parameterC2=

3'd2;parameterC3=

3'd3;parameterOK=

3'd4;reg

[2:0]current_state,next_state;

always