3 电路

3.1 组合逻辑

3.1.1 基础门

• Ring or vibrate（静音）

若手机处于震动模式则振动（motor），否则打开铃声（Ringer）

assign ringer = ring&(~vibrate_mode);
assign motor = ring&vibrate_mode;

• Thermostat（恒温器）

定义一个可以根据需要打开和关闭加热器（heater）、空调（air conditioning）、鼓风机（blower fan）的电路

制热模式（mode = 1）

  天太冷（too_cold = 1）打开加热器，但不打开空调

制冷模式（mode = 0）

  天太热（too_hot = 1）打开空调，但不打开加热器

当空调或加热器打开时，均打开风扇；用户也可通过 fan_on = 1 在加热器和空调均关闭时打开风扇

module top_module (
    input too_cold,
    input too_hot,
    input mode,
    input fan_on,
    output heater,
    output aircon,
    output fan
); 
	assign heater = mode & too_cold ;
    assign aircon = (~mode) & too_hot ;
    assign fan = aircon | heater | fan_on ;
endmodule

• Popcount3（3-bit population count）

“人口计数”电路可以计算所输入向量中“1”的数量。构建一个输入为3位向量的人口计数电路

module top_module( 
    input [2:0] in,
    output [1:0] out );
    integer i;
    always @(*) 
        begin
            out = 2'd0;                      //十进制
            for(i=0;i<3;i=i+1)
                begin
                    if(in[i]==1'b1)          //二进制
                        out = out+2'd1;      //十进制
                    else
                        out=out;
                end         
        end
endmodule

•  Gatesv（Gates and Vectors）

有一个四位的输入向量 [3:0] ，我们希望可以知道每个位（bit） 与其邻位的关系：

out_both：此输出向量的每个位都应指示相应的输入位及其左侧的邻位（较高的索引）是否都是“1” 。例如，out_both[2]应该表明in[2]和in[3]是否都为 1。由于in[3]左边没有邻位，所以我们不需要知道out_both[3] .

out_any：此输出向量的每个位应指示相应的输入位及其右侧的邻居是否为“1”。例如，out_any[2]应该指示in[2]或in[1]是否为 1。由于in[0]右侧没有邻居，因此答案很明显，因此我们不需要知道out_any[0 ] .

out_different：此输出向量的每个位都应指示相应的输入位是否与其左侧的邻居不同。例如，out_diff[2]应该指示in[2]是否与in[3]不同。对于这部分，将向量视为环绕，因此in[3]左侧的邻居是in[0]。

both 、any和different输出分别使用双输入 AND、OR 和 XOR 运算。使用向量，这可以在 3 个分配语句中完成

module top_module( 
    input [3:0] in,
    output [2:0] out_both,
    output [3:1] out_any,
    output [3:0] out_different );
    integer i;
    always @(*)
        begin
            for(i=0;i<3;i=i+1)
                begin
                out_both[i] = in[i]&in[i+1];
                out_any[3-i] = in[3-i]|in[2-i];
                out_different[i] = in[i]^in[i+1];
                end
        end
    assign out_different[3] = in[3]^in[0];
endmodule