1.LV1  四选一多路器

1.题目：制作一个四选一的多路选择器，要求输出定义上为线网类型

2.解题代码：

module mux4_1(     //建立一个模块 mux4_1  //模块化
input [1:0]d1,d2,d3,d0,   //输入信号
input [1:0]sel,           //脉冲信号
output[1:0]mux_out        //输出信号
);
//*************code***********//
reg[1:0]mux_out_tmp;  //首先建立一个2 位寄存器，存储数据 
always@(*) //对下面等式右边的信号 做出应激反应，就是右边的数值发生改变，就会激发这个模块
begincase (sel)   //条件语句2'b00: mux_out_tmp = d3; //堵塞赋值2'b01: mux_out_tmp = d2; //堵塞赋值2'b10: mux_out_tmp = d1; //堵塞赋值default: mux_out_tmp =d0;  //堵塞赋值endcase
endassign mux_out = mux_out_tmp;  //持续赋值语句//*************code***********//
endmodule

2.VL2 异步复位的串联T触发器

1.题目描述：           

用verilog实现两个串联的异步复位的T触发器的逻辑，结构如图：

2.解题知识：

1. rst  低电平复位   代表  输出的信号值为 0

2.T触发器 在时钟 上升沿的时候输出信号， 假如输入信号的地方有小圈 就是下降沿。

3.因为时钟 和复位信号都是在一条线 所以我们不要管先后顺序.

4.在输出描述的 里面说了， 输出信号为  reg 类型

3.解题代码：

module Tff_2 (              //模块名字
input wire data, clk, rst,  //输入信号
output reg q                //输出信号
);
//*************code***********//
reg line;   //输出信号类型 reg
always@(posedge clk or negedge rst)  //第一个T触发器  ，时钟上升沿触发，  复位信号下降沿触发，因为此时rst  是低电平if(rst == 1'b0) //复位信号是低电平line <=1'b0;else if(data == 1'b0) //在时钟上升沿 的时候 输入信号为0 line <=line;else                    在时钟上升沿 的时候 输入信号为1line <=~line;always@(posedge clk or negedge rst)//第二个触发器if(rst == 1'b0) //复位信号是低电平q<= 1'b0;else if(line ==1'b0)  //在时钟上升沿 的时候 输入信号为0q<=q;else                  //在时钟上升沿 的时候 输入信号为1q<=~q;//*************code***********//
endmodule

 3.VL3 奇偶校验

1.题目：现在需要对输入的32位数据进行奇偶校验,根据sel输出校验结果（1输出奇校验，0输出偶校验）

2.解题思路

一，奇偶校验：在数据位后添加一个校验位，使得所有数位中1的个数为奇数或者偶数。

        偶校验：添加校验位后，数位中的1总数是偶数。
        比如：0110，偶校验位为0，变为01100。

二，32位数据中1 的个数，  我们可以使用  ^按位异或   

tmp = ^bus[31:0]  等价于   tmp = bus[31]^bus[30]^...^bus[0]。
//如果bus有奇数个1，tmp=1；反之，tmp=0。

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module odd_sel(
input [31:0] bus,
input sel,
output check
);
//*************code***********//
integer i; //循环变量
wire tmp;  //线网型数据
assign tmp =^bus[31:0]; //持续赋值语句
assign check = sel?tmp:~tmp;//持续赋值语句//*************code***********//
endmodule

4.VL4 移位运算与乘法

1.题目：已知d为一个8位数，请在每个时钟周期分别输出该数乘1/3/7/8,并输出一个信号通知此时刻输入的d有效（d给出的信号的上升沿表示写入有效）

2.解题思路：

一， 可以注意输入信号只有 在经历了4次输出信息，才会使用.

二，他可以变成一个 两个组合， 激励信号为 时钟信号上升沿.

三，注意 他需我们发出一个上升沿的信号，来代表 输出信号的 开始输出.

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module multi_sel(
input [7:0]d ,
input clk,
input rst,
output reg input_grant,
output reg [10:0]out
);
//*************code***********//
reg[1:0] state;//设置状态位
reg[10:0] data;// 设置数据位always @(posedge clk or negedge rst)//  把握 时钟周期 5次   设计一个时序组合if(rst == 1'b0)beginstate <=2'b00; //复位信号，开始信号为0 endelse if(state == 2'b11) //当一个上升沿的信号来到，我们的信号等于最大， 此时是下一个数据的输入时候，我们要转化为第一个数据的输出时刻begin state <=2'b00;endelsebeginstate <=state+2'b01;endalways @(posedge clk or negedge rst ) //逻辑输出组合if(rst == 1'b0)  //复位信号 ， 全部初始信号forkout <= 10'b0;input_grant <=1'b0;joinelsecase (state)   //状态位2'b00:   //此时输出一倍的 信号 ,,并且输出一个 上升沿的信号begininput_grant<=1'b1;  //上升沿信号  0->1out <= d; //输出一倍的输入信号data <= d;//记录这次 输入的信号end2'b01:       begininput_grant <=1'b0; //归0 就是提前变成 0  之后我们就好在out <=3*data;end2'b10:begininput_grant <=1'b0;out <=7*data;end2'b11:begininput_grant<=1'b0;out<=8*data;enddefault:beginout<= 10'b0;input_grant <=1'b0;endendcase//*************code***********//
endmodule

 5.VL5 位拆分与运算

 1.题目：

现在输入了一个压缩的16位数据，其实际上包含了四个数据[3:0][7:4][11:8][15:12],

现在请按照sel选择输出四个数据的相加结果,并输出valid_out信号（在不输出时候拉低）

0:   不输出且只有此时的输入有效 

1：输出[3:0]+[7:4]

2：输出[3:0]+[11:8]

3：输出[3:0]+[15:12]

2.解题思路：两个组合

3.解题代码：

`timescale 1ns/1nsmodule data_cal(
input clk,
input rst,
input [15:0]d,
input [1:0]sel,output reg[4:0]out,
output reg validout
);reg [15:0]data_lock;  always@(posedge clk or negedge rst) beginif (!rst)data_lock <= 0;else if(!sel)data_lock <= d;
endalways@(posedge clk or negedge rst) beginif (!rst) beginout <= 'b0;validout <=0;end	else begincase(sel)0:begin  out <= 'b0;validout <=0;end1:begin  out <= data_lock[3:0]+data_lock[7:4];validout <=1;		end2:begin  out <= data_lock[3:0]+data_lock[11:8];validout <=1;				end			3:begin  out <= data_lock[3:0]+data_lock[15:12];validout <=1;				end	endcaseend
endendmodule

6.VL6 多功能数据处理器

1.题目：根据指示信号select的不同，对输入信号a,b实现不同的运算。输入信号a,b为8bit有符号数，当select信号为0，输出a；当select信号为1，输出b；当select信号为2，输出a+b；当select信号为3，输出a-b.

2.解题思路：位数需要自己解决！！

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module data_select(input clk,input rst_n,input signed[7:0]a,input signed[7:0]b,input [1:0]select,output reg signed [8:0]c
);always @(posedge clk or negedge rst_n )beginif(rst_n == 1'b0)c <= 9'b0;elsebegincase(select)2'b00:c <={a[7],a};2'b01:c <={b[7],b};2'b10:c <={a[7],a} + {b[7],b};2'b11:c <={a[7],a} - {b[7],b};default:beginc <=9'b0;endendcaseendendendmodule

7.VL7 求两个数的差值

1.题目：根据输入信号a,b的大小关系，求解两个数的差值：输入信号a,b为8bit位宽的无符号数。如果a>b，则输出a-b，如果a≤b，则输出b-a。

2.解题思路：三目运算符

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module data_minus(input clk,input rst_n,input [7:0]a,input [7:0]b,output  reg [8:0]c
);always@ (posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n == 1'b0)beginc<= 9'b0;endelse beginc <=  a>b? (a-b) : (b-a);endend
endmodule

8.VL8 使用generate…for语句简化代码

1.题目：在某个module中包含了很多相似的连续赋值语句，请使用generata…for语句编写代码，替代该语句，要求不能改变原module的功能。
使用Verilog HDL实现以上功能并编写testbench验证。

2.解题思路 ：for 循环语句的使用  这个方式 （generate 方法比那个安全一点）

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module gen_for_module( input [7:0] data_in,output [7:0] data_out
);
genvar i;
generatefor(i=0;i<8;i=i+1)beginassign data_out[i] = data_in[7-i];end
endgenerateendmodule

9.VL9 使用子模块实现三输入数的大小比较

1.题目：

在数字芯片设计中，通常把完成特定功能且相对独立的代码编写成子模块，在需要的时候再在主模块中例化使用，以提高代码的可复用性和设计的层次性，方便后续的修改。

请编写一个子模块，将输入两个8bit位宽的变量data_a,data_b，并输出data_a,data_b之中较小的数。并在主模块中例化，实现输出三个8bit输入信号的最小值的功能。

2.解题思路： 模板的使用

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module main_mod(input clk,input rst_n,input [7:0]a,input [7:0]b,input [7:0]c,output [7:0]d
);wire [7:0] min_ab;
wire [7:0] min_ac;
wire [7:0] min_bc;sub_mod sub_mod_Uo(.clk (clk),.rst_n (rst_n),.a  (a),.b  (b),.c  (min_ab)
);sub_mod sub_mod_U1(.clk (clk),.rst_n (rst_n),.a  (a),.b  (c),.c  (min_ac)
);sub_mod sub_mod_U2(.clk (clk),.rst_n (rst_n),.a  (min_ab),.b  (min_ac),.c  (min_bc)
);assign d =min_bc;
endmodulemodule sub_mod(
input clk,
input rst_n,
input [7:0]a,
input [7:0]b,
output reg[7:0]c
);always @(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n == 1'b0)c <= 8'b0;else beginc <= (a>b)? b:a;endend
endmodule

10.VL10 使用函数实现数据大小端转换

1.题目：

在数字芯片设计中，经常把实现特定功能的模块编写成函数，在需要的时候再在主模块中调用，以提高代码的复用性和提高设计的层次，分别后续的修改。

请用函数实现一个4bit数据大小端转换的功能。实现对两个不同的输入分别转换并输出。

2.解题思路： 暴力赋值 与 循环赋值

3.解题代码：

`timescale 1ns/1ns
module function_mod(input [3:0]a,input [3:0]b,output [3:0]c,output [3:0]d
);assign c = revrs(a);
assign d = revrs(b);//使用写在  函数的前面
integer i;
function[3:0] revrs;  //模块input [3:0] datain;begin  //这里要起名字， 不然会出问题。 要不把 interger i 放外面去for(i=0;i<4;i=i+1)begin revrs[i] = datain[3-i];endend
endfunction
endmodule