基于Verilog的經典數字電路設計（2）比較器

引言

在數字系統中，總是需要對一些數據進行比較，比較兩個數值甚至多個數值的大小，然后進行排序，于是，數值比較器（Comparator）的邏輯電路便應運而生。

一、半加器的 Verilog 代碼實現和 RTL 電路實現

比較器呢，比較簡單，那就讓我們從底層硬件代碼看一看到底有多簡單?。?！

下面是比較器的 Verilog 代碼實現：

module Comparator(
    input wire [7:0] a, // 比較數
    input wire [7:0] b, // 比較數
    output reg result, // 比較結果
    output reg equal // 比較結果
    );

// 行為描述
    always @(a or b) begin
        if(a > b)
            {equal,result} <= 2'b01; // a 比 b 大
        else begin
            if(a < b)
                {equal,result} <= 2'b00; // a 比 b 小
            else
                {equal,result} <= 2'b10; // 相等
        end
    end

// 數據流描述
// assign equal = (a == b) ? 1 : 0;
// assign result = (a > b) ? 1 : 0;

endmodule

這是一個 8 位數值比較器，其 RTL 電路圖如下所示：

8 位數值比較器的 RTL 電路圖

對兩個 8 位二進制輸入信號進行大小判斷：如果 a 大，則 out 為高電平；如果 b 大，則 out 為低電平；如果 a 和 b 大小相等，那么 equal 則輸出高電平，否則輸出低電平。