verilog 加减法

Verilog关于运算的那些事新手上路，到处是坑，且行且小心。

Verilog HDL语言里面，进行加减乘除或者比较、右移等运算，无符号运算和有符号运算有着很大的区别。

根据Verilog-2001 标准，只有当表达式右边的所有变量都具有signed 类型属性的时候，扩展符号位才被执行，否则，所有的变量高位都只扩展0.举例如下：例1reg signed [5:0] A;reg signed [3:0] B;reg [3:0] C;A =B + C;如果B是一个负数，那么A肯定不能得到正确的结果。

例2reg signed [32:0] A;reg signed [15:0] B;reg signed [31:0] C;A =B * {C[31],C[6:0]}作者本意是：如果C的值介于-127~127之间，那么直接取C的低7位，并且用C的最高位来当做符号位，然后做乘法，这样可以减少占用乘法器的个数，但是这样的写法也是错误的，如果B和C有一个是负数，那么也不会得到正确的结果。

可以这样写：A =B * $signed({C[31],C[6:0]})其中$signed()是将括号内的表达式转换为signed的数据类型，同样的还有$unsigned()，注：这两个函数是verilog-2001新增的系统函数。

同样的，如果用变量和常量进行运算，譬如：A = B * (-5’D5)，也得不到正确的结果，解决办法是A = B * $signed(-5’D5);例3reg signed [19:0] A;if( A < -17’D65535)A <= -17’D65535;else if (A > 17’D65535)A <= 17’D65535;作者原意是对A 的范围进行限定。

抱歉的是，这样的写法同样会有问题。

在这里我们可以这样写If(A[19]) //首先判断此数是否为负数beginif(A < -20D’65535) //这里一定要注意的是：常量的位宽要保证与变量的位宽一致A <= -17D’65535; //这里就没关系了。

在Verilog中，进行定点运算通常涉及到整数和固定点数的运算。

以下是一些常见的定点运算：1.定点加法：假设有两个n位的定点数A和B，我们可以直接进行加法运算：assign sum = A + B;这会产生一个n位的和。

如果结果大于n位可以表示的最大值，那么它会被截断。

2. 定点减法：同样地，我们可以直接进行减法运算：assign diff = A - B;这会产生一个n位的差。

如果结果小于0，它会被截断。

3. 定点乘法：乘法运算稍微复杂一些，因为我们需要处理溢出。

一个常见的方法是使用查找表（LUT）来执行乘法：reg [31:0] table_lookup [0:1023]; // 假设我们有一个10位的乘法器initial begintable_lookup[0] = 0;table_lookup[1] = 1;for (int i = 2; i <= 1023; i = i + 1) begintable_lookup[i] = 2 * table_lookup[i-1] + (i >= A & i >= B); // 假设A和B是非负整数endendassign product = table_lookup[A * B]; // 假设A和B是非负整数，并且A * B不会超过10234.定点除法：除法运算同样复杂，并且需要处理除以零的情况。

一个常见的方法是使用查找表来执行除法：reg [31:0] table_lookup [0:1023]; // 假设我们有一个10位的除法器initial begintable_lookup[0] = 0;table_lookup[1] = 1;for (int i = 2; i <= 1023; i = i + 1) begintable_lookup[i] = table_lookup[i-1] + (i >= A & i >= B); // 假设A和B是非负整数，并且A > Bendendassign quotient = table_lookup[A / B]; // 假设A和B是非负整数，并且A > B，并且B不为零注意：这些代码示例假设我们正在处理32位整数，并且我们有一个10位的乘法和除法器。

十进制加减法计数器1.实验要求（1）在Modelsim环境中编写十进制加减法计数器程序；（2）编译无误后编写配套的测试程序；（3）仿真后添加信号，观察输出结果。

2.设计程序如下module decade_counter#(parameter SIZE=4)(input clock,load_n,clear_n,updown,input [SIZE-1:0]load_data,output reg [SIZE-1:0]q);always@(negedge load_n,negedge clear_n,posedge clock)if (!load_n)q<=load_data;else if (!clear_n)q<=0;else //clockif(updown)q<=(q+1)%10;elsebeginif(q==0)q<=9;elseq<=q-1;endendmodule3.测试程序如下`timescale 1ns/1nsmodule test_decade_counte;reg clock,load_n,clear_n,updown;reg [3:0]load_data;wire [3:0]q;decade_counter T1(clock,load_n,clear_n,updown,load_data,q);initialbeginclock=0;clear_n=0;#30 clear_n=1;load_n=0;load_data=7;#30 load_n=1;updown=0;#300 updown=1;#300 updown=0;#300 updown=1;#300 $stop;endalways#10 clock=~clock;always@(q)$display("At time%t,q=%d",$time,q);endmodule4．波形如下5.测试结果如下# At time 0,q= 0# At time 30,q= 7# At time 70,q= 6# At time 90,q= 5# At time 110,q= 4# At time 130,q= 3# At time 150,q= 2# At time 170,q= 1# At time 190,q= 0# At time 210,q= 9# At time 230,q= 8# At time 250,q= 7# At time 270,q= 6# At time 290,q= 5# At time 310,q= 4# At time 330,q= 3# At time 370,q= 3 # At time 390,q= 4 # At time 410,q= 5 # At time 430,q= 6 # At time 450,q= 7 # At time 470,q= 8 # At time 490,q= 9 # At time 510,q= 0 # At time 530,q= 1 # At time 550,q= 2 # At time 570,q= 3 # At time 590,q= 4 # At time 610,q= 5 # At time 630,q= 6 # At time 650,q= 7 # At time 670,q= 6 # At time 690,q= 5 # At time 710,q= 4 # At time 730,q= 3 # At time 750,q= 2 # At time 770,q= 1 # At time 790,q= 0 # At time 810,q= 9 # At time 830,q= 8 # At time 850,q= 7 # At time 870,q= 6 # At time 890,q= 5 # At time 910,q= 4 # At time 930,q= 3 # At time 950,q= 2 # At time 970,q= 3 # At time 990,q= 4 # At time 1010,q= 5 # At time 1030,q= 6 # At time 1050,q= 7 # At time 1070,q= 8 # At time 1090,q= 9 # At time 1110,q= 0 # At time 1130,q= 1 # At time 1150,q= 2 # At time 1170,q= 3 # At time 1190,q= 4 # At time 1210,q= 5# At time 1250,q= 7。

Verilog中有符号数减法运算1. 引言在数字电路设计中，符号数减法运算是一项基本的运算操作。

在Verilog语言中，对有符号数进行减法运算涉及到了多种方法和技巧。

本文将介绍Verilog中有符号数减法运算的一般原理、方法和注意事项，以便读者能够更好地理解和运用Verilog语言进行相关的数字电路设计和实现。

2. 有符号数的表示方法在Verilog语言中，有符号数通常使用补码形式进行表示。

在补码中，最高位表示符号位，0为正数，1为负数。

对于N位有符号数，其取值范围为-2^(N-1)到2^(N-1)-1。

3. 有符号数的减法运算原理有符号数的减法运算可以简化为加法运算。

对于两个有符号数A和B，A-B可以转化为A+(-B)的形式。

有符号数的减法运算可以通过加法运算来实现。

4. Verilog中的有符号数减法运算实现在Verilog中，有符号数减法运算可以通过使用内置的加法器和逻辑门来实现。

具体步骤如下：```verilogmodule subtractor(input [N-1:0] A, // 输入有符号数Ainput [N-1:0] B, // 输入有符号数Boutput [N-1:0] result // 输出结果);wire [N:0] B_sub; // B的补码形式assign B_sub = ~B + 1; // 计算B的补码形式assign result = A + B_sub; // A加上B的补码形式endmodule```5. 注意事项在Verilog中进行有符号数减法运算时，需要注意一些细节和特殊情况：- 运算结果是否溢出：在有符号数减法运算中，可能会出现溢出的情况，需要对结果进行检查和处理。

- 有符号数的符号扩展：在进行减法运算之前，需要对有符号数进行符号扩展，以确保运算正确性和精度。

- 有符号数的扩展位：在减法运算中，可能需要添加额外的扩展位，以确保运算结果的正确性和准确性。

Verilog实现加减乘除计算器主要内容： 1. 按键按下后，进⾏加减乘除操作 2. Verilog往TXT⽂本⽂件中写⼊数据 3. 完成计算模块 4. 最终实现加减乘除计算器1. 实现按键按下后，选择option，进⾏加减乘除操作，除法计算结果为商&余数module jsq(clk,rst_n,key,option,x,y,result,quotient,remainder);parameter N = 16; // 输⼊数的位数input clk; // 输⼊时钟input rst_n; // 低电平有效的复位（清零）input key;input [1:0]option;input [N-1:0] x;input [N-1:0] y;output [2*N-1:0] result;output [N-1:0] quotient; //输出计算的商output [N-1:0] remainder; //输出计算的余数reg [2*N-1:0] result_r;reg [N-1:0] quotient_r,remainder_r;always @ (posedge clk or negedge rst_n)beginif (!rst_n)beginresult_r <= 1'b0;quotient_r <= 1'b0;remainder_r <= 1'b0;endelsebeginif (key == 1'b0)begin//按键按下case(option)2'b00: result_r = x + y;2'b01: result_r <= x + (~y + 1'b1);2'b10: result_r = x * y;2'b11: //result_r = x / y;beginquotient_r = x / y;remainder_r = x % y;endendcaseendelsebegin// 按键释放result_r <= 1'b0;quotient_r <= 1'b0;remainder_r <= 1'b0;endendendassign result = result_r ;assign quotient= quotient_r;assign remainder = remainder_r;endmoduleView Code`timescale 1ns/1ps`define clock_period 20module jsq_tb;reg clk;reg rst_n;reg key;reg [1:0]option;reg [15:0] x,y;wire [31:0] result;wire [15:0] quotient;wire [15:0] remainder;initial beginclk = 1'b1;rst_n = 1'b0;key = 1'b1; // 复位时，按键释放# 20//复位20nsrst_n = 1'b1;# 20key = 1'b0;option = 2'b10;# 100key = 1'b1;# 20key = 1'b0;option = 2'b11;# 100// key = 1'b1;// # 20$stop;endalways #(`clock_period/2) clk = ~clk; //50Mjsq #(.N(16)) jsq_0(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.key(key),.option(option),.x(x),.y(y),.result(result),.quotient(quotient),.remainder(remainder));initial beginx = 0;repeat(20)#(`clock_period) x = {$random}%100; //通过位拼接操作{}产⽣0—59范围的随机数endinitial beginy = 0;repeat(20)#(`clock_period) y = {$random}%50;end/*integer i;initial beginx = 0;y = 0;for(i = 0; i < 20; i = i + 1)begin//利⽤$random系统函数产⽣随机数。

基于Verilog 的任意模长可加减计数器设计一、设计要求计数器是一种在时钟的触发下，完成计数功能的时序逻辑电路，输出结果由输入时钟和计数器上一状态的计数共同决定。

本设计要求实现的计数器，具有以下功能：（1）要求实现计数器工作状态的控制；（2）要求实现计数器的异步清零功能；（3）要求实现计数器递增和递减的功能；（4）要求实现计数器的计数范围（模长）任意改变；二、设计思路计数器工作状态的控制，可以设计一个使能端，在外部时钟的触发下，只有当使能端信号有效（高电平），才启动计数器的计数功能（递增或递减），否则计数器输出结果不变。

计数器的异步清零功能，可以设计一个外部输入的清零端，在外部输入信号有效（低电平）的情况下，直接清零计数器，不用等待下一个外部时钟的触发，即计数器的清零是异步的。

计数器计数方向的控制，设计一个加减可控的信号端口，在时钟的触发、异步清零无效以及计数器使能端有效的情况下，该输入端为高电平则计数器完成递增功能，低电平则完成递减功能。

实现计数器的任意模长，即进入下一个计数周期，其计数的最大值可以发生变化。

设计一个4位（最大模长为16）的输入端口，可以在当前计数周期结束，即计数器产生一个溢出信号的同时，判断该端口输入的信号是否发生变化，通过相邻两个计数周期的端口数据作异或运算，结果为高电平则代表模长发生变化，即进入的下一个计数周期，其计数最大值要发生变化。

三、程序设计本次设计使用的是Quartus 11.0开发环境，该软件没有自带仿真功能（9.0版本以后都没自带），需要使用第三方的Modelsim软件，故本设计的程序包括计数器的Verilog设计以及仿真测试需要的testbench激励文件两部分。

计数器的Verilog设计：module Prj(clk,rst_input,en,add_sub,data_input,full,data_output);input clk; // 外部时钟input rst_input; // 外部清零（异步）input en; // 计数使能input add_sub; // 计数方向input [3:0] data_input; // 计数器模长输入output reg full; // 计完当前模长output [3:0] data_output; // 计数器输出reg [3:0] current_counter;// 当前计数值（输出）reg update_length_en; // 改变模长的使能信号// 当前计数周期与上个计数周期的模长输入reg [3:0] current_clk_data_input,last_clk_data_in put;reg [3:0] counter_length; // 下个计数周期的模长reg [1:0] k;always @(posedge clk,negedge rst_input) beginif(!rst_input) // 异步清零beginfull=0;current_counter=0;endelse if(en) // 计数使能beginif(add_sub) // 加法器beginif(current_counter<(counter_length-1))begincurrent_counter=current_counter+1;full=0;endelse// 加法器计数完产生full脉冲以触发// 判断下个计数周期的模长是否变化begincurrent_counter=0;full=1; //full输出endendelse // 减法器beginif(current_counter>0)begincurrent_counter=current_counter-1;full=0;endelse // 减法器计数完begincurrent_counter=counter_length-1;full=1;endendendend//驱动当前计数输出assign data_output=current_counter;initialbegink=1; // k=1 表示启动计数器的第一个计数周期endalways @(posedge full) // 加法器/减法器完成当前周期计数// 计完当前周期（即full有效）才更新beginlast_clk_data_input<=data_input; // 上个周期的模长current_clk_data_input=data_input;//当前周期的模长update_length_en<=last_clk_data_input^current_clk_data_input;// update_length_en为更新计数器模长的使能端,// 异或运算使能端为0代表模长变化 1不变k=k+1; // k的初值为1，k变化说明计数模长更改过了if(k==2'd3)k=2;endalways @(posedge clk)beginif(update_length_en) // 使能有效计数模长变化counter_length=current_clk_data_input;elsebeginif(k>=2)// 下个周期计数器模长不变（保持上次更改的）counter_length=last_clk_data_input;if(k==1)// 整个计数器系统，最初的模长（一次没更改过）counter_length=data_input;endendendmodule测试激励文件testbench：`timescale 1 ps/ 1 psmodule Prj_vlg_tst();reg add_sub;reg clk;reg [3:0] data_input;reg en;reg rst_input;wire [3:0] data_output;wire full;Prj i1 (.add_sub(add_sub),.clk(clk),.data_input(data_input),.data_output(data_output),.en(en),.full(full),.rst_input(rst_input));parameter clk_period=10; // 时钟周期initial // 初始化使能端、清零端和时钟信号beginen=1;rst_input=1;clk=1;#(46*clk_period) en=0;#(3*clk_period) en=1;#(4*clk_period) rst_input=0;#(2*clk_period) rst_input=1;endalways #(clk_period/2) clk=~clk;initialbegin// 计数器模长分别为6 4 5 3// 左边为上一模长持续的时钟个数data_input=4'b0110;#(22*clk_period) data_input=4'b0100;#(12*clk_period) data_input=4'b0101;#(12*clk_period) data_input=4'b0011;#(5*clk_period);endinitialbegin// 计数器计数方向的改变// 左边为递增递减持续的时钟个数add_sub=1;#(9*clk_period) add_sub=0;#(10*clk_period) add_sub=1;#(13*clk_period) add_sub=0;#(4*clk_period) add_sub=1;endendmodule四、仿真结果如图1所示，最开始计数器输入的模长data_input为6，在计数方向控制端add_sub为高电平的情况下，可以从0计数到5，在add_sub为低电平的情况下，可以实现计数器的递减；当计数器模长data_input变为4的时候，先计完当前周期的模长（0到5），才开始模长为4的计数（0到3）。

verilog 相关运算摘要：一、引言二、Verilog 基本运算1.加法运算2.减法运算3.乘法运算4.除法运算5.求模运算三、Verilog 逻辑运算1.与运算2.或运算3.异或运算4.与非运算5.或非运算四、Verilog 位运算1.按位加法运算2.按位减法运算3.按位乘法运算4.按位除法运算5.取反运算6.左移运算7.右移运算五、Verilog 高级运算1.关系运算2.逻辑运算3.条件运算六、Verilog 运算符优先级七、总结正文：一、引言Verilog 是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和模拟混合信号电路。

在Verilog 中，有许多不同类型的运算，包括基本运算、逻辑运算、位运算和高级运算等。

了解这些运算对于编写Verilog 代码至关重要。

二、Verilog 基本运算Verilog 支持四种基本运算：加法运算、减法运算、乘法运算和除法运算。

这些运算可以使用标准算术运算符进行表示。

此外，Verilog 还支持求模运算，使用%符号表示。

三、Verilog 逻辑运算Verilog 提供了五种逻辑运算符，分别表示与运算、或运算、异或运算、与非运算和或非运算。

这些运算符在布尔代数中有广泛应用，对于构建复杂的逻辑电路非常重要。

四、Verilog 位运算位运算在Verilog 中非常重要，因为它允许我们在比特级别上操作数字。

Verilog 支持按位加法、减法、乘法和除法运算。

此外，还有取反运算、左移运算和右移运算等。

五、Verilog 高级运算除了基本运算和逻辑运算外，Verilog 还提供了许多高级运算，如关系运算、逻辑运算和条件运算。

这些运算可以帮助我们更方便地描述复杂数字电路和逻辑电路。

六、Verilog 运算符优先级在Verilog 中，运算符具有不同的优先级。

了解这些优先级对于正确计算表达式非常重要。

一般来说，乘法和除法运算具有较高的优先级，加法和减法运算具有较低的优先级。

逻辑运算符和位运算符优先级则根据它们在代码中的出现顺序确定。

Verilog 无符号数补码减法1. 无符号数在Verilog中，无符号数是一种没有正负号的数值表示方式。

它通常用于表示正整数，可以直接进行加减运算，而不需要考虑正负号的影响。

无符号数在Verilog中采用二进制表示，最高位是数值的最高位，代表2的n次方，而其他位则按照二进制数值顺序排列。

在进行加减运算时，无符号数的运算规则和普通的整数运算规则相同，不需要考虑正负号的影响。

这使得在Verilog中进行无符号数的加减运算变得简单而直观。

2. 补码补码是一种用于表示有符号整数的编码方式，在Verilog中也有广泛的应用。

补码可以将有符号整数转化为无符号整数，并且可以进行加减运算，使得有符号数的运算变得简便。

补码的表示方式是将数字的绝对值转化为二进制，然后将其取反再加1，这样就得到了该数字的补码表示。

补码表示方式在Verilog中可以很好地解决有符号整数的加减运算问题，同时也可以简化逻辑设计和编码实现的复杂度。

3. 无符号数补码减法在Verilog中，无符号数的补码减法是一种常见的运算方式。

它可以对两个无符号数进行减法运算，并且得到正确的结果。

在进行无符号数的补码减法时，首先需要将被减数和减数转化为补码表示，然后进行加法运算。

这样可以避免在减法运算中出现负数的情况，从而简化了运算的逻辑。

4. 个人观点对于Verilog中的无符号数补码减法，我认为它在数字逻辑设计和编码实现中具有重要的意义。

它可以很好地解决无符号数的加减运算问题，同时也可以简化逻辑设计和编码实现的复杂度。

在实际应用中，无符号数的补码减法可以帮助我们更加灵活地处理数字运算，从而提高了数字系统的设计和实现效率。

总结Verilog中的无符号数补码减法是一种重要的运算方式。

它可以简化数字系统的设计和实现，同时也可以提高运算的效率和灵活性。

在数字逻辑设计和Verilog编码实现中，我们应该充分理解和掌握无符号数补码减法的原理和应用，从而更好地应用于实际项目中。

verilog 加法【原创版】目录1.Verilog 简介2.Verilog 中的加法运算3.Verilog 中的加法实例4.总结正文【1.Verilog 简介】Verilog 是一种硬件描述语言，主要用于数字系统的设计和验证。

它是由 Phil Moorby 在 1983 年开发的，最初称为"VHSIC（Very High Speed Integrated Circuits）硬件描述语言"。

后来，该语言被改名为 Verilog，并得到了广泛的应用。

Verilog 的主要应用领域是数字电路和数字系统，包括数字信号处理器（DSP）、可编程逻辑器件（FPGA）和专用集成电路（ASIC）等。

【2.Verilog 中的加法运算】在 Verilog 中，加法运算是基本的算术运算之一。

Verilog 提供了两种基本的加法运算符，即"+"和"&"。

其中，"+"运算符用于实现两个数的加法运算，而"&"运算符用于实现两个数的按位与运算。

在 Verilog 中，加法运算的结果会根据运算数的位数自动进行位扩展，以保证结果的正确性。

【3.Verilog 中的加法实例】下面是一个简单的 Verilog 代码实例，用于实现两个 4 位二进制数的加法运算：```verilogmodule adder_4bit(input a, input b, output sum, output carry);wire c0, c1, c2, c3;assign c0 = a & b;assign c1 = a & b ^ c0;assign c2 = a ^ b & c0;assign c3 = a ^ b ^ c0;assign sum = c3 & c2 | c1 & c0 | a & b;assign carry = c3 & c2 | c1 & c0;endmodule```在这个例子中，我们定义了一个名为"adder_4bit"的模块，它有两个输入端口 a 和 b，分别表示两个 4 位二进制数。