【HDLBits刷题笔记】12 More Circuits
Rule90
第一次见这东西有点莫名其妙,但是其实看懂了之后就是左移和右移相异或,注意这里使用的是逻辑右移,会自动补零,不能使用算数左移<<<。
module top_module( input clk, input load, input [511:0] data, output reg[511:0] q ); always@(posedge clk) begin if(load) q <= data; else begin q <= (q<<1)^(q>>1); end end endmodule
Rule110
Rule90可以直接根据Left和Right异或得到,而Rule110一定要三个值进行逻辑运算得到,可以画一个卡诺图并写出逻辑表达式并计算,当然不化简肯定也是可以的。
module top_module( input clk, input load, input [511:0] data, output reg[511:0] q ); always@(posedge clk) begin if(load) q <= data; else begin q <= (q&~(q<<1))|(~(q>>1)&(q<<1))|(~q&(q<<1)); end end endmodule
注意左移之后参与计算的是R,右移之后参与计算的是L,一开始搞反了想了很久。
Conwaylife
需要计算邻域1的个数,注意这里的边界比较复杂,每个点都有8个邻点,成一个环形结构。
方法比较笨,就是把所有情况全部考虑一遍,注意以下几点:
1、verilog运算自动按位数最多的运算数来计算,所以计算下标时使用i-8'd15而不是i-15。
2、因为我想让循环数溢出,所以取的8位i。
网上查了一下,看了别人的做法,大致有以下几类:
1、和hdlbits提示的一样使用sv语法,使用二维数组,可以大大简化逻辑。
2、将矩阵拓展为18*18,从而减少情况的考虑。
module top_module( input clk, input load, input [255:0] data, output reg[255:0] q ); reg [3:0]neig_cnt; reg [255:0] q_next; always@(posedge clk) begin if(load) q <= data; else begin q <= q_next; end end reg [15:0]loop; reg unsigned[7:0]i; always@(*) begin for(loop=0;loop<256;loop=loop+1) begin i=loop; if(i==255)//左上角 neig_cnt = q[i-8'd15]+q[i+8'd1]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd31]; else if(i==240)//右上角 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd31]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; else if(i==15)//左下角 neig_cnt = q[i-8'd15]+q[i+8'd1]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd31]; else if(i==0)//右下角 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd31]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; else if(i>240)//上方 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; else if(i%16==15)//左方 neig_cnt = q[i-8'd15]+q[i+8'd1]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd31]; else if(i%16==0)//右方 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd31]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; else if(i<15)//下方 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; else//中间的点 neig_cnt = q[i+8'd1]+q[i+8'd17]+q[i+8'd16]+q[i+8'd15]+q[i-8'd1]+q[i-8'd17]+q[i-8'd16]+q[i-8'd15]; if(neig_cnt == 0||neig_cnt == 1) q_next[i] = 0; else if(neig_cnt == 2) q_next[i] = q[i]; else if(neig_cnt == 3) q_next[i] = 1; else q_next[i] = 0; end end endmodule
看到题目最后John Conway因为COVID-19并发症去世了,有些感慨,RIP。