Verilog 中的第一个非零元素编码器

Question

假设我有一个包含二进制数的数组 A，例如[0 0 1 0 1 1]。现在我想构建一个编码器，它可以识别数组 A 中第一个“1”的位置。例如，如果我们为数组 A 中的第一个元素指定索引 1，则逻辑应该为数组 A 输出 3。有什么优雅的方法吗？我猜一种方法是使用 ROM，但是如何用 Verilog 编写呢？使用查找 table?

Answer 1

casex 可以解决您的问题。

function [2:0] prienc6;
 input [5:0] select;
 reg   [2:0] out;
 begin
   casex(select)
     6'b000001: out = 3'b101;
     6'b00001x: out = 3'b100;
     6'b0001xx: out = 3'b011; 
     6'b001xxx: out = 3'b010; 
     6'b01xxxx: out = 3'b001; 
     6'b1xxxxx: out = 3'b000; 
   endcase
   prienc6 = out ;
 end
endfunction

Answer 2

您可以使用 generate 为所需的任何编码自动构建组合逻辑。以下示例 returns 最高设置位的索引，如果没有设置位则为 -1。

生成语句用于展开循环。循环的每个阶段都可以创建循环索引和一些输入向量位的任意函数。由于第一阶段的输出是下一阶段的输入，因此它逐渐形成更复杂的组合逻辑。综合工具依赖于以最有效的方式最小化、打包和组合多级组合逻辑。

例如，在 Xilinx Vivado 中，以下示例针对 16 位输入减少到只有两个 6 输入 LUT 级，而不是 16 个级联 2:1 多路复用器。

module highbit #(
    parameter OUT_WIDTH = 4, // out uses one extra bit for not-found
    parameter IN_WIDTH = 1<<(OUT_WIDTH-1)
) (
    input [IN_WIDTH-1:0]in,
    output [OUT_WIDTH-1:0]out
);

wire [OUT_WIDTH-1:0]out_stage[0:IN_WIDTH];
assign out_stage[0] = ~0; // desired default output if no bits set
generate genvar i;
    for(i=0; i<IN_WIDTH; i=i+1)
        assign out_stage[i+1] = in[i] ? i : out_stage[i]; 
endgenerate
assign out = out_stage[IN_WIDTH];

endmodule

Verilog 中的第一个非零元素编码器

First non-zero element encoder in Verilog

logic

encoder

verilog