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FPGA硬件工程师Verilog面试题（一）

• 习题一：四选一多路器
• 习题二：异步复位的串联T触发器
• 习题三：奇偶校验
• 习题四：移位运算与乘法
• 习题五：位拆分与运算
• 结束语

习题一：四选一多路器

• 点击进行在线练习
  描述
• 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

状态转换：

d0 11
d1 10
d2 01
d3 00

• 信号示意图：
• 
• 波形示意图：
• 

输入描述

• 输入信号 d1,d2,d3,d4 sel
• 类型 wire

输出描述

• 输出信号 mux_out
• 类型 wire

代码实现

`timescale 1ns/1ns
module mux4_1(
input [1:0]d1,d2,d3,d0,
input [1:0]sel,
output[1:0]mux_out
);assign mux_out = sel[0]?(sel[1]?d0:d2):(sel[1]?d1:d3);endmodule

习题二：异步复位的串联T触发器

• 点击进行在线练习
  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：

• 信号示意图：

• 

• 波形示意图：

• 

输入描述

• 输入信号 data, clk, rst
• 类型 wire
• 在testbench中，clk为周期5ns的时钟，rst为低电平复位

输出描述

• 输出信号 q
• 类型 reg

代码实现

`timescale 1ns/1ns
module Tff_2 (
input wire data, clk, rst,
output reg q  
);reg q1;always @ ( posedge clk or negedge rst)if (~rst) beginq1 <= 1'b0;q <= 1'b0;
end 
else beginif (data) beginq1 <= !q1;endif (q1) beginq <= !q;end
end 
endmodule 

习题三：奇偶校验

• 点击进行在线练习
  描述

• 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）

• 信号示意图：

• 

• 波形示意图：

• 

输入描述

• 输入信号 bus sel
• 类型 wire

输出描述

• 输出信号 check
• 类型 wire

代码实现

`timescale 1ns/1ns
module odd_sel(
input [31:0] bus,
input sel,
output check
);wire odd;
assign odd = ^bus;
assign check = sel?odd:~odd;endmodule 

习题四：移位运算与乘法

• 点击进行在线练习
  描述

• 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）

• 信号示意图：

• 

• 波形示意图：

• 

输入描述

• 输入信号 d, clk, rst
• 类型 wire
• 在testbench中，clk为周期5ns的时钟，rst为低电平复位

输出描述

• 输出信号 input_grant out
• 类型 reg

代码实现

`timescale 1ns/1ns
module multi_sel(
input [7:0]d ,
input clk,
input rst,
output reg input_grant,
output reg [10:0]out
);reg [1:0]cnt;
reg [7:0]din;always@(posedge clk or negedge rst) beginif(!rst) begincnt <= 0;out <= 0;input_grant <= 0;din <= 0;endelse begincnt <= cnt+1;case (cnt)0: begindin <= d;input_grant <= 1;out <= d;end1: begininput_grant <= 0;out <= (din<<2)-din;end		2: begininput_grant <= 0;out <= (din<<3)-din;end3: begininput_grant <= 0;out <= (din<<3);end	endcaseend
end
endmodule

习题五：位拆分与运算

• 点击进行在线练习
  描述

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]

• 信号示意图：

• 

• 波形示意图：

• 

输入描述

• 输入信号 d, clk, rst
• 类型 wire
• 在testbench中，clk为周期5ns的时钟，rst为低电平复位

输出描述

• 输出信号 validout out
• 类型 reg

代码实现

`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
end
endmodule

结束语

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