HDLBits练习（三）多路复用器，算术电路，卡诺图电路

1.创建一个1位宽的2比1多路复用器。当sel = 0时，选择一个。当sel = 1时，选择b。

module top_module( input a, b, sel,output out ); endmodule

2.创建一个100位宽的2比1多路复用器。当sel = 0时，选择一个。当sel = 1时，选择b。

module top_module( input [99:0] a, b,input sel,output [99:0] out );assign out = sel ? b : a;
endmodule

3.创建一个16位宽的9对1多路复用器。sel = 0选择a，sel = 1选择b，依此类推。对于未使用的情况（sel = 9至15），将所有输出位设置为“ 1”。

module top_module( input [15:0] a, b, c, d, e, f, g, h, i,input [3:0] sel,output [15:0] out );always@(*)begincase(sel)4'd0: out = a;4'd1: out = b;4'd2: out = c;4'd3: out = d;4'd4: out = e;4'd5: out = f;4'd6: out = g;4'd7: out = h;4'd8: out = i;default: out = 16'b1111_1111_1111_1111;endcase        end
endmodule

4.创建一个1位宽的256：1多路复用器。256个输入全部打包为单个256位输入向量。sel = 0应该选择in [0]，sel = 1选择in [1]的比特，sel = 2选择in [2]的比特，依此类推。

module top_module( input [255:0] in,input [7:0] sel,output out );assign out = in[sel];endmodule

5.创建一个4位宽的256：1多路复用器。256个4位输入全部打包为单个1024位输入向量。sel = 0应该选择[3：0]中的位，sel = 1选择[7：4]中的位，sel = 2选择[11：8]中的位，依此类推。

module top_module( input [1023:0] in,input  [7:0] sel,output [3:0] out );assign out[3:0] = {in[sel*4+3],in[sel*4+2],in[sel*4+1],in[sel*4]};
endmodule

6.一位半加器

module top_module( input a, b,output cout, sum );assign cout = (a & b == 1) ? 1'b1 : 1'b0;assign sum = a ^ b;endmodule

7.一位全加器

module top_module( input a, b, cin,output cout, sum );assign cout = (a & b | (a ^ b) & cin == 1'b1) ? 1'b1 : 1'b0;assign sum = a ^ b ^ cin;endmodule

8.3位全加器

module top_module( input [2:0] a, b,input cin,output [2:0] cout,output [2:0] sum );assign cout[0] = a[0] & b[0] | (a[0] ^ b[0]) & cin;assign cout[1]= a[1] & b[1] | (a[1] ^ b[1]) & cout[0];assign {cout[2],sum} = a + b + cin;endmodule

9.需求如下

module top_module (input [3:0] x,input [3:0] y, output [4:0] sum);
assign sum = x + y;
endmodule

10.假设有两个8位2的补码，即a [7：0]和b [7：0]。这些数字相加产生s [7：0]。同时计算是否发生（有符号的）溢出。

module top_module (input [7:0] a,input [7:0] b,output [7:0] s,output overflow
); reg sig;assign {sig,s} = a + b; // 可能产生一个更高位的符号位，此题可不加sigassign overflow = ~a[7] & ~b[7] & s[7] | a[7] & b[7] & ~s[7];//前者为001，即两个负数相加溢出；后者为110，两个正数相加溢出；endmodule

11.创建一个100位二进制加法器。加法器将两个100位数字和一个进位相加，以产生100位总和并执行。

module top_module( input [99:0] a, b,input cin,output cout,output [99:0] sum );assign {cout,sum} = a+b+cin;endmodule

12.为您提供了一个名为bcd_fadd的BCD（二进制编码的十进制）一位数字加法器，该加法器将两个BCD数字和进位相加，并产生总和和进位。

module top_module( input [15:0] a, b,input cin,output cout,output [15:0] sum );reg [3:0] cout1;bcd_fadd u1_bcd_fadd(.a(a[3:0]),.b(b[3:0]),.cin(cin),.cout(cout1[0]),.sum(sum[3:0]));bcd_fadd u2_bcd_fadd(.a(a[7:4]),.b(b[7:4]),.cin(cout1[0]),.cout(cout1[1]),.sum(sum[7:4]));bcd_fadd u3_bcd_fadd(.a(a[11:8]),.b(b[11:8]),.cin(cout1[1]),.cout(cout1[2]),.sum(sum[11:8]));bcd_fadd u4_bcd_fadd(.a(a[15:12]),.b(b[15:12]),.cin(cout1[2]),.cout(cout1[3]),.sum(sum[15:12]));assign cout = cout1[3];endmodule

13.如下

module top_module(input a,input b,input c,output out  ); assign out = ~(~a & ~b & ~c);endmodule

14.如下：

module top_module(input a,input b,input c,input d,output out  ); assign out = ~a & ~d | ~c & ~b | (a | b) & c & d;endmodule

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