Module
例化模块
按名称将信号连接到模块的端口允许电线保持正确连接，即使端口列表发生变化。
mod\_a instance2 (
.out(wc),
.in1(wa),
.in2(wb)
);
module top_module ( input a, input b, output out );
mod_a mod_a_inst(
.out(out),
.in1(a),
.in2(b)
);
endmodule
Module pos
你将获得一个名为 mod\_a 的模块，该模块具有 2 个输出和 4 个输入（按该顺序排列）。
必须按位置将 6 个端口按该顺序连接到顶级模块的端口。
module top_module (
input a,
input b,
input c,
input d,
output out1,
output out2
);
mod_a instance1 ( out1, out2, a, b, c, d );
endmodule
Module name
例化模块，端口对应的连接。
module top_module (
input a,
input b,
input c,
input d,
output out1,
output out2
);
mod_a instance1 ( .out1(out1), .out2(out2), .in1(a), .in2(b), .in3(c), .in4(d) );
endmodule
Module shift
您将获得一个具有两个输入和一个输出的模块（实现 D 触发器）。实例化其中的三个，然后将它们链接在一起以形成长度为 3 的移位寄存器。端口需要连接到所有实例。my_dff`clk`
提供给您的模块是：module my_dff ( input clk, input d, output q );
请注意，要进行内部连接，您需要声明一些电线。命名线路和模块实例时要小心：名称必须是唯一的。
module top_module ( input clk, input d, output q );
wire a,b;
my_dff d1(
.clk(clk),
.d (d),
.q (a)
);
:
endmodule
Module shift8
您将获得一个具有两个输入和一个输出的模块（实现一组 8 D 触发器）。实例化其中三个，然后将它们链接在一起，形成长度为 3 的 8 位宽移位寄存器。此外，创建一个 4 对 1 多路复用器（未提供），该多路复用器根据以下条件选择要输出的内容：输入 d 处的值、第一个 d 字拖之后、第二个之后或第三个 D 触发器之后的值。（实质上，选择延迟输入的周期数，从零到三个时钟周期。my_dff8`sel[1:0]`sel
提供给您的模块是：module my_dff8 ( input clk, input [7:0] d, output [7:0] q );
module top_module (
input clk,
input [7:0] d,
input [1:0] sel,
output [7:0] q
);
wire [7:0]a;
wire [7:0]b;
wire [7:0]c;
my_dff8 d1(
.clk(clk),
.d (d),
.q (a)
);
my_dff8 d2(
.clk(clk),
.d (a),
.q (b)
);
my_dff8 d3(
.clk(clk),
.d (b),
.q (c)
);
always@(*)
begin
case(sel)
2'b00:q = d;
2'b01:q = a;
2'b10:q = b;
2'b11:q = c;
endcase
end
endmodule
Module add
您将获得一个执行 16 位加法的模块。实例化其中两个以创建 32 位加法器。一个 add16 模块计算加法结果的低 16 位，而第二个 add16 模块在收到来自第一个加法器的结转后计算结果的高 16 位。您的 32 位加法器不需要处理进入（假设为 0）或传出（忽略），但内部模块需要处理才能正常运行。（换句话说，模块执行 16 位 a + b + cin，而模块执行 32 位 a + b）。add16`add16`
如下图所示将模块连接在一起。提供的模块具有以下声明：add16
module add16 ( input[15:0] a, input[15:0] b, input cin, output[15:0] sum, output cout );
module top_module(
input [31:0] a,
input [31:0] b,
output [31:0] sum
);
wire [15:0] high16,low16;
wire cout1,cout2;
add16 add16_low_inst(
.a (a[15:0]),
.b (b[15:0]),
.cin (1'd0),
.sum (low16),
.cout(cout1)
);
add16 add16_high_inst(
.a (a[31:16]),
.b (b[31:16]),
.cin (cout1),
.sum (high16),
.cout(cout2)
);
assign sum = {high16,low16};
endmodule
Module fadd2
一个执行 16 位加法的模块。必须实例化其中两个才能创建 32 位加法器。一个模块计算加法结果的下16位，而第二个模块计算结果的上限16位。32 位加法器不需要处理携带（假设 0）或执行（忽略）。
module add16 (
input[15:0] a,
input[15:0] b,
input cin,
output[15:0] sum,
output cout
);
在每个中，16个完整的加法器（模块，未提供）被实例化以实际执行加法。
必须编写具有以下声明的完整 adder 模块
module add1 (
input a,
input b,
input cin,
output sum,
output cout
);
此设计中有三个模块：
- top_module 顶层模块，其中包含两个
- add16，提供一个 16 位加法器模块，由 16 个
- add1一个 1 位完整加法器模块。
module top_module(
input [31:0] a,
input [31:0] b,
output [31:0] sum
);
wire [15:0] high16,low16;
wire cout1,cout2;
add16 add16_low_inst(
.a (a[15:0]),
.b (b[15:0]),
.cin (1'd0),
.sum (low16),
.cout(cout1)
);
add16 add16_high_inst(
.a (a[31:16]),
.b (b[31:16]),
.cin (cout1),
.sum (high16),
.cout(cout2)
);
assign sum = {high16,low16};
endmodule
module add1(
input a,
input b,
input cin,
output sum,
output cout
);
assign {cout,sum} = a+b+cin;
endmodule
Module cseladd
纹波进位加法器的一个缺点， 是加法器计算执行的延迟（在最坏的情况下从进包开始）相当慢，并且第二级加法器在第一级加法器完成之前无法开始计算其进转。这会使加法器变慢。一项改进是进位选择加法器，如下所示。第一级加法器与以前相同，但我们复制了第二级加法器，一个假设携带=0，一个假设携带=1，然后使用快速 2 比 1 多路复用器来选择恰好正确的结果。
在本练习中，将为您提供与上一练习相同的模块，该模块将两个带进转的 16 位数字相加，并生成一个带出数和 16 位总和。您必须实例化其中三个，才能使用自己的 16 位 2 对 1 多路复用器构建进位选择加法器。add16
如下图所示将模块连接在一起。提供的模块具有以下声明：add16
module add16 ( input[15:0] a, input[15:0] b, input cin, output[15:0] sum, output cout );
module top_module(
input [31:0] a,
input [31:0] b,
output [31:0] sum
);
reg [15:0] sum1,sum2,sum3;
wire cout1,cout2,cout3;
add16 add16_low_inst(
.a (a[15:0]),
.b (b[15:0]),
.cin (1'b0),
.sum (sum1),
.cout(cout1)
);
add16 add16_high1_inst(
.a (a[31:16]),
.b (b[31:16]),
.cin (1'b0),
.sum (sum2),
.cout(cout2)
);
add16 add16_high2_inst(
.a (a[31:16]),
.b (b[31:16]),
.cin (1'b1),
.sum (sum3),
.cout(cout3)
);
always@(*)begin
case(cout1)
1'b0:sum = {sum2,sum1};
1'b1:sum = {sum3,sum1};
endcase
end
endmodule
Module addsub
可以通过选择性地否定其中一个输入来从加法器构建加法器-减法器，这相当于反转输入然后加 1。最终结果是一个可以执行两个操作的电路：（a + b + 0）和（a + \~b + 1）。如果您想更详细地解释此电路的工作原理，请参阅维基百科。
在下面构建加法器-减法器。
为您提供了一个 16 位加法器模块，您需要实例化两次：
module add16 ( input[15:0] a, input[15:0] b, input cin, output[15:0] sum, output cout );
module top_module(
input [31:0] a,
input [31:0] b,
input sub,
output [31:0] sum
);
reg [31:0] c;
wire [15:0] sum1;
wire [15:0] sum2;
wire cout;
always @(*) begin
if (~sub) begin
c = b;
end
else begin
c = ~b;
end
end
add16 add16_inst_l(
.a(a[15:0]),
.b(c[15:0]),
.cin(sub),
.cout(cout),
.sum(sum1)
);
add16 add16_inst_h(
.a(a[31:16]),
.b(c[31:16]),
.cin(cout),
.sum(sum2)
);
assign sum = {sum2,sum1};
endmodule