Verilog移位寄存器
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前言
今天更新一节内容，该小节题目不多，共三道，但技巧性挺强。
题库
题目描述1：各单元的下一状态是此时当前单元相邻两位的异或。
在这个电路中，创建一个512单元系统(q(511:0))，并在每个时钟周期中前进一个时间步长。加载(load)表明系统的状态应该加载data[511:0]至q中,假设边界(q[0]和q[512])都为零。
Solution1：
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| module top_module(
input clk,
input load,
input [511:0] data,
output [511:0] q );
always @(posedge clk)begin
if(load)begin
q <= data;
end
else begin
q <= {1'b0,q[511:1]}^{q[510:0],1'b0};
end
end
endmodule
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题目描述2：
与题目一类似，状态转移条件发生变化，如下图所示：
Solution2：
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| module top_module(
input clk,
input load,
input [511:0] data,
output [511:0] q
);
always @(posedge clk)begin
if(load)begin
q <= data;
end
else begin
q <= (~{1'b0,q[511:1]} & q) | (q & ~{q[510:0],1'b0}) | {~{1'b0,q[511:1]} & {q[510:0],1'b0}} | {~q & {q[510:0],1'b0}};
end
end
endmodule
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tips：进行卡诺图化简后可看懂q状态转移的含义。
题目描述3：
一个中心点周围有8个邻居，如果周围的邻居中1的数目为0-1个，那么中心点变为0；如果周围邻居中1的数目为2个，那么中心点状态不变；如果周围邻居中1的数目为3个，中心点变为1；如果周围邻居中1的数目大于3个，中心点变为0。
我们可以将周围的8个邻居的值都加起来来判断周围邻居中1的个数，值得注意的是，这里我们在for中使用了阻塞赋值，因需要当前拍（本周期）得到结果在当前拍（本周期）就去判断。
建议大家做该题的时候花一个16*16的方阵，分析边界条件，达到事半功倍的效果。
生命游戏之父约翰·康威因感染新冠于2020年4月11日去世，享年83岁，在此表示哀悼。
Solution3：
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| module top_module(
input clk,
input load,
input [255:0] data,
output [255:0] q );
reg [3:0] count[255:0];
integer i;
always @(*) begin
for(i=0;i<256;i++)begin
if(i == 0)begin
count[i] = q[255] + q[240] + q[241] + q[15] + q[1] + q[31] + q[16] + q[17];
end
else if(i == 15)begin
count[i] = q[254] + q[255] + q[240] + q[14] + q[0] + q[30] + q[31] + q[16];
end
else if(i == 240)begin
count[i] = q[239] + q[224] + q[225] + q[255] + q[241] + q[15] + q[0] + q[1];
end
else if(i == 255)begin
count[i] = q[238] + q[239] + q[224] + q[254] + q[240] + q[15] + q[0] + q[14];
end
else if( i>0 && i<15)begin
count[i] = q[239+i]+q[240+i]+q[241+i]+q[i-1]+q[i+1]+q[i+15]+q[i+16]+q[i+17];
end
else if(i>240 && i<255)begin
count[i] = q[i-17]+q[i-16]+q[i-15]+q[i-1]+q[i+1]+q[i-239]+q[i-240]+q[i-241];
end
else if( i%16 == 0)begin
count[i] = q[i-1]+q[i-16]+q[i-15]+q[i+15]+q[i+1]+q[i+31]+q[i+16]+q[i+17];
end
else if(i % 16 == 15)begin
count[i] = q[i-17]+q[i-16]+q[i-31]+q[i-1]+q[i-15]+q[i+15]+q[i+16]+q[i+1];
end
else begin
count[i] = q[i-17]+q[i-16]+q[i-15]+q[i-1]+q[i+1]+q[i+15]+q[i+16]+q[i+17];
end
end
end
always @(posedge clk)begin
if(load)begin
q <= data;
end
else begin
for(i=0;i<256;i++)begin
case(count[i])
4'd2:q[i] <= q[i];
4'd3:q[i] <= 1'b1;
default:q[i] <= 1'b0;
endcase
end
end
end
endmodule
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小结
希望自己以后遇到问题能够慢慢划分解决，徐图缓进。
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