verilog练习题目

### Verilog 练习题及答案 #### 一、1位全加器的设计与实现 在Verilog中，可以使用门级描述方法来创建一个简单的“1位全加器”。以下是具体的代码示例： ```verilog module full_adder( input a, input b, input cin, output sum, output cout ); wire w1, w2, w3; xor g1(sum, w3, cin); // 计算sum = (a ^ b) ^ cin and g2(w1, a, b); // 中间信号w1=a&b and g3(w2, cin, w3); // 中间信号w2=cin&(a^b) or g4(cout, w1, w2); // 进位cout=w1|w2 endmodule ``` 此段程序定义了一个名为`full_adder`的模块，该模块接收三个输入端口（两个操作数以及来自低位的进位），并输出求和结果和向高位传递的新进位[^1]。 为了验证上述设计的功能正确性，在实际应用前通常还需要编写相应的测试平台(testbench)，用于模拟各种可能的情况组合，并观察其行为是否符合预期。这有助于发现潜在错误并提高最终产品的可靠性。 #### 二、基于SystemVerilog 的验证案例分析 对于更复杂的硬件系统而言，则推荐利用高级别的HDL语言——如SystemVerilog来进行功能性的检验工作。下面给出了一道关于如何构建基本环境设置的例子： 假设有一个待测单元(DUT), 需要为其建立初始条件；同时还要考虑边界情况处理机制等问题。此时就可以借助于面向对象特性丰富的SV语法结构完成任务: ```systemverilog program automatic test_program(input clk,output logic rst_n); initial begin : init_blk // Initialize signals here. @(posedge clk); repeat(2) @(negedge clk); rst_n <= 0; // Active low reset signal. // Wait for some cycles before releasing the reset. repeat(5) @(posedge clk); rst_n <= 1; // Continue with other initialization procedures... end : init_blk // Additional processes can be added as needed... endprogram ``` 这段脚本展示了怎样在一个同步时序环境中初始化重置脉冲序列的过程[^2]。 #### 三、生成特定模式的数据流 有时会遇到这样的需求：按照一定规律产生一组预设数值列表供后续逻辑运算使用。这里提供一种解决方案用来连续发送指定范围内的素数集合给目标寄存器组： ```verilog reg [3:0] prime_seq [$]; // Define an array to hold primes. integer i,j,k; initial begin k = 0; for(i=1;i<=13;i=i+1)begin if(is_prime(i))begin prime_seq[k]=i; k=k+1; end end $display("Prime sequence generated."); end function integer is_prime(integer num); integer div; is_prime = 1; for(div=2;div<num/2;div=div+1)begin if(num%div==0)is_prime=0; end endfunction ``` 以上片段实现了对四位宽度内所有小于等于十三的质数进行筛选存储的操作，并打印提示信息表示已完成加载过程[^3]。 #### 四、函数调用实例展示 最后介绍有关于子程序内部交互方面的知识点。当涉及到多个独立组件之间的协作关系时，往往离不开对外部接口的支持。下面是一个典型的应用场景说明文档节选： ```verilog module func_call_example ( input wire clk, input wire start, output reg done ); always @(posedge clk) begin if(start && !done) begin result = my_function(arg1,arg2,...); done <= 1'b1; end else if(done) begin $display("Result of function call: %d",result); done <= 1'b0; end end task automatic my_function(/* arguments */); /* Function body */ endtask endmodule ``` 在这个例子中，每当检测到上升沿事件发生并且启动标志被激活的情况下就会触发一次自定义的任务执行动作；而在下一个周期到来之际则负责输出上一轮计算所得出的具体数值[^4]。