• 牛客刷题＜11＞4位数值比较器电路

    题目：4位数值比较器电路_牛客题霸_牛客网

    知识：

    门级描述，无非就是将<,>,==三个符号用门级电路来表示，然后根据行为级描述进行替换。

    a == b  --> ~(a^b)

    a > b --> (a^b)&a

    a < b --> (a^b)&b

    行为级描述就是从最高位依次比较。

    解法一

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4. 	input		[3:0]       A   	,
    5. 	input	   [3:0]		B   	,
    6.  
    7.  	output	 wire		Y2    , //A>B
    8. 	output   wire        Y1    , //A=B
    9.     output   wire        Y0      //A<B
    10. );
    11.  
    12. assign Y1 = ~(A[0]^B[0]) & ~(A[1]^B[1]) & ~(A[2]^B[2]) & ~(A[3]^B[3]);
    13.     
    14. assign Y2 = ((A[3]^B[3])&A[3]) |
    15.          (~(A[3]^B[3]) & ((A[2]^B[2])&A[2])) |
    16.         (~(A[3]^B[3]) & ~(A[2]^B[2]) & ((A[1]^B[1])&A[1])) |
    17.         (~(A[3]^B[3]) & ~(A[2]^B[2]) & ~(A[1]^B[1]) & ((A[0]^B[0])&A[0]));
    18.                 
    19. assign Y0 = ((A[3]^B[3])&B[3]) |
    20.         (~(A[3]^B[3]) & ((A[2]^B[2])&B[2])) |
    21.         (~(A[3]^B[3]) & ~(A[2]^B[2]) & ((A[1]^B[1])&B[1])) |
    22.         (~(A[3]^B[3]) & ~(A[2]^B[2]) & ~(A[1]^B[1]) & ((A[0]^B[0])&B[0]));
    23. endmodule

    解法二：转换为门电路

    a>b ---  a&(~b)

    a

    a=b ---~a^b

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4. 	input		[3:0]       A   	,
    5. 	input	   [3:0]		B   	,
    6.  	output	 wire		Y2    , //A>B
    7. 	output   wire        Y1    , //A=B
    8.     output   wire        Y0      //A<B
    9. );    
    10.     assign Y2 = (A[3]&(~B[3]))|(~A[3]^B[3])&(A[2]&(~B[2]))|(~A[3]^B[3])&(~A[2]^B[2])&(A[1]&(~B[1]))|(~A[3]^B[3])&(~A[2]^B[2])&(~A[1]^B[1])&(A[0]&(~B[0]));                                            
    11.     assign Y1 = (~A[3]^B[3])&(~A[2]^B[2])&(~A[1]^B[1])&(~A[0]^B[0]); 
    12.     assign Y0 = ((~A[3])&B[3])|(~A[3]^B[3])&((~A[2])&B[2])|(~A[3]^B[3])&(~A[2]^B[2])&((~A[1])&B[1])|(~A[3]^B[3])&(~A[2]^B[2])&(~A[1]^B[1])&((~A[0])&B[0]);
    13.  
    14. endmodule

    解法三：最容易想到的

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4.     input        [3:0]       A       ,
    5.     input       [3:0]        B       ,
    6.  
    7.      output     reg        Y2    , //A>B
    8.     output   reg        Y1    , //A=B
    9.     output   reg       Y0      //A<B
    10. );
    11.     always @(*) begin
    12.         if(A==B) begin
    13.            Y0 = 0;
    14.            Y1 = 1;
    15.            Y2 = 0;
    16.         end
    17.         else if(A[3]>B[3]) begin
    18.            Y0 = 0;
    19.            Y1 = 0;
    20.            Y2 = 1;
    21.         end
    22.         else begin
    23.             if(A[3]<B[3]) begin
    24.                Y0 = 1;
    25.                Y1 = 0;
    26.                Y2 = 0;     
    27.             end
    28.             else begin
    29.                 if(A[2]>B[2]) begin
    30.                    Y0 = 0;
    31.                    Y1 = 0;
    32.                    Y2 = 1;
    33.                 end
    34.                 else begin
    35.                     if(A[2]<B[2]) begin
    36.                        Y0 = 1;
    37.                        Y1 = 0;
    38.                        Y2 = 0;     
    39.                     end
    40.                     else begin
    41.                         if(A[1]>B[1]) begin
    42.                            Y0 = 0;
    43.                            Y1 = 0;
    44.                            Y2 = 1;
    45.                         end
    46.                         else begin
    47.                             if(A[1]<B[1]) begin
    48.                                Y0 = 1;
    49.                                Y1 = 0;
    50.                                Y2 = 0;   
    51.                             end
    52.                             else begin
    53.                                 if(A[0]>B[0]) begin
    54.                                    Y0 = 0;
    55.                                    Y1 = 0;
    56.                                    Y2 = 1;
    57.                                 end
    58.                                 else begin
    59.                                    Y0 = 1;
    60.                                    Y1 = 0;
    61.                                    Y2 = 0;
    62.                                 end
    63.                             end
    64.                         end
    65.                     end
    66.                 end
    67.             end
    68.         end
    69.     end
    70. endmodule

    解法四：自己写的

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4. 	input		[3:0]       A   	,
    5. 	input	   [3:0]		B   	,
    6.  
    7.  	output	 reg		Y2    , //A>B
    8. 	output   reg        Y1    , //A=B
    9.     output   reg        Y0      //A<B
    10. );
    11.     always@(A or B)
    12.         begin
    13.         if(A[3]>B[3])begin
    14.         Y2=1;
    15.         Y1=0;
    16.         Y0=0;
    17.         end
    18.         else if(A[3]>B[3])begin
    19.         Y2=0;
    20.         Y1=0;
    21.         Y0=1;
    22.         end
    23.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]>B[2]))begin
    24.         Y2=1;
    25.         Y1=0;
    26.         Y0=0;    
    27.         end
    28.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]<B[2]))begin
    29.         Y2=0;
    30.         Y1=0;
    31.         Y0=1;
    32.         end
    33.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]==B[2])&&(A[1]>B[1]))begin
    34.         Y2=1;
    35.         Y1=0;
    36.         Y0=0;     
    37.         end
    38.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]==B[2])&&(A[1]<B[1]))begin
    39.         Y2=0;
    40.         Y1=0;
    41.         Y0=1;
    42.         end    
    43.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]==B[2])&&(A[1]==B[1])&&(A[0]>B[0]))begin
    44.         Y2=1;
    45.         Y1=0;
    46.         Y0=0;    
    47.         end
    48.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]==B[2])&&(A[1]==B[1])&&(A[0]<B[0]))begin
    49.         Y2=0;
    50.         Y1=0;  
    51.         Y0=1;
    52.         end
    53.         else if((A[3]==B[3])&&(A[2]==B[2])&&(A[1]==B[1])&&(A[0]==B[0]))begin
    54.         Y2=0;
    55.         Y1=1;
    56.         Y0=0;
    57.         end
    58.         end
    59. endmodule

    解法五：直接比较整体

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4. 	input		[3:0]       A   	,
    5. 	input	   [3:0]		B   	,
    6.  
    7.  	output	 wire		Y2    , //A>B
    8. 	output   wire        Y1    , //A=B
    9.     output   wire        Y0      //A<B
    10. );
    11.  
    12.     assign Y2 = (A>B)?1:0;
    13.     assign Y1 = (A==B)?1:0;
    14.     assign Y0 = (A<B)?1:0;
    15.     
    16. endmodule

    解法六

    1. `timescale 1ns/1ns
    2.  
    3. module comparator_4(
    4. 	input		[3:0]       A   	,
    5. 	input	   [3:0]		B   	,
    6.  
    7.  	output	 wire		Y2    , //A>B
    8. 	output   wire        Y1    , //A=B
    9.     output   wire        Y0      //A<B
    10. );
    11.  
    12. assign Y2 = (A[3]>B[3]) + (A[3]==B[3]&&A[2]>B[2]) + (A[3]==B[3]&&A[2]==B[2]&&A[1]>B[1]) + (A[3]==B[3]&&A[2]==B[2]&&A[1]==B[1]&&A[0]>B[0]);
    13. assign Y1 = A[3]==B[3]&&A[2]==B[2]&&A[1]==B[1]&&A[0]==B[0];
    14. assign Y0 = (A[3]<B[3]) + (A[3]==B[3]&&A[2]<B[2]) + (A[3]==B[3]&&A[2]==B[2]&&A[1]<B[1]) + (A[3]==B[3]&&A[2]==B[2]&&A[1]==B[1]&&A[0]<B[0]);
    15.     
    16. endmodule

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/mxh3600/article/details/126437322