HDLBits 系列（6）（Reduction）缩位运算符

2024-05-10 15:13:46

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抛砖引玉

Reduction在奇偶校验中的应用

抛砖引玉

您已经熟悉两个值之间的按位运算，例如a＆b或a ^ b。有时，如果向量很长，您想创建一个对一个向量的所有位进行操作的宽门，例如（a [0]＆a [1]＆a [2]＆a [3] ...）。

缩位运算符可以对向量的位进行AND，OR和XOR，产生一位输出：

＆a [3：0] // AND：a [3]＆a [2]＆a [1]＆a [0]。相当于（a [3：0] == 4'hf）
| b [3：0] //或：b [3] | b [2] | b [1] | b [0]。相当于（b [3：0]！= 4'h0）
^ c [2：0] // XOR：c [2] ^ c [1] ^ c [0]

这些是只有一个操作数的一元运算符（类似于NOT运算符！和〜）。您还可以反转这些输出以创建NAND，NOR和XNOR门，例如（〜＆d [7：0]）。

上述操作中，可以用相应的其他方法来等效替代缩位运算，但是如果位数较多，你怎么做呢？可见，缩位运算符，必不可少。

例如：

Build a combinational circuit with 100 inputs, in[99:0].

There are 3 outputs:

out_and: output of a 100-input AND gate.
out_or: output of a 100-input OR gate.
out_xor: output of a 100-input XOR gate.

此时，用缩位运算符就比较方便：

module top_module( input [99:0] in,output out_and,output out_or,output out_xor
);assign out_and = &in;assign out_or = |in;assign out_xor = ^in;endmodule

代入HDLBits中验证：

Reduction在奇偶校验中的应用

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，该电路将计算8位字节的奇偶校验位（这将在字节中添加第9位）。我们将使用“偶数”奇偶校验，其中奇偶校验位只是所有8个数据位的XOR。

对于偶校验来说，通过将所有校验位进行异或，如果最后结果为1，则代表传输无误，否则有误。

这是什么意思呢？

如果一个变量中有偶数位1，则所有位进行异或，肯定得到1，否则得到0；
如下进行验证：

module top_module (input [7:0] in,output parity); assign parity = ^in;endmodule

很简单，缩位运算符很方便，如果能在该用它的地方用到它，会简化很多。

参考链接

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