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數(shù)字IC手撕代碼-泰凌微筆試真題

2022-09-16 16:00 作者:不吃蔥的酸菜魚(yú) 0人讀過(guò) | 我要投稿

以上是泰凌微公司的筆試真題，手撕一個(gè)代碼，題目描述如下：

????????假設(shè)每個(gè)clock cycle輸入是一個(gè)3-bit數(shù)據(jù)信號(hào)，現(xiàn)在需要按次序整形成5-bit數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，并給出valid信號(hào)。其中LSB First，請(qǐng)用Verilog/VHDL給出代碼。

sample data：

輸入：000,110,011,011,010,010,011...? ?即：（000|11 0|011 |0 11|010|010|01 1）

輸出：00011,00110,11010,01001,1...? ? ?即：（000 11|0 011? 0|11010| 010 01|1）

????????該題目，仔細(xì)閱讀就會(huì)發(fā)現(xiàn)，序列都是同一條序列，分割方式不同；說(shuō)白了其實(shí)就是一個(gè)位寬轉(zhuǎn)換題，然后加握手信號(hào)。實(shí)現(xiàn)一個(gè)含握手的3-5bit的位寬轉(zhuǎn)換模塊。這個(gè)題目，華子也考過(guò)類(lèi)似的，或者說(shuō)很多公司愛(ài)考這玩意。

下面解釋下，題目中出現(xiàn)的概念

1、LSB(Least Significant Bit)--最低有效位

? ? LSB代表二進(jìn)制中最小的單位，可以用來(lái)指示數(shù)字很小的變化。也就是說(shuō)，LSB是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字中的第0位（即最低位），具有權(quán)值為2^0，可以用來(lái)檢測(cè)數(shù)的奇偶性。

2、MSB(Most Significant Bit)--最高有效位

? ? MSB代表一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)字中的n-1位，具有最高的權(quán)值2^(n-1).對(duì)于有符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)，負(fù)數(shù)采用反碼或補(bǔ)碼形式，此時(shí)MSB用來(lái)表示符號(hào)，msb為1表示負(fù)數(shù)，0表示正數(shù)。

????????好的，解釋完概念，題目的意思就非常明白了，實(shí)現(xiàn)一個(gè)含有握手信號(hào)的3-5 bit位寬轉(zhuǎn)換器，輸入為3bit，輸出5bit，且輸入的3bit從低位開(kāi)始排，即輸入000，110時(shí)，第一個(gè)5bit輸出的是000 11，而不是10 000，也就是題目說(shuō)的LSB First。

思路分析

? ? ? ? ① 輸入第一個(gè)3bit，無(wú)法輸出；

????????② 輸入第二個(gè)3bit，此時(shí)存數(shù)6bit，可以輸出一次5bit，余下1bit；valid=1;

? ? ? ? ③ 輸入第三個(gè)3bit，此時(shí)由于輸出過(guò)一次5bit，余下1bit，加上這第三次輸入的3bit，此時(shí)存數(shù)4bit，無(wú)法輸出；

????????④ 輸入第四個(gè)3bit，此時(shí)存數(shù)7bit，可以輸出一次5bit，余下2bit；valid=1；

????????⑤ 輸入第五個(gè)3bit，此時(shí)存數(shù)5bit，可以輸出一次5bit，存數(shù)為0bit，狀態(tài)循環(huán)可回到初始狀態(tài)。valid=1;

????????顯然每五次輸入是一個(gè)輪回，這是因?yàn)?5bit是3bit和5bit 的最小公倍數(shù)，因此每輸入15/3=5次，就輸出15/5=3次。如此反復(fù)循環(huán)。

????????根據(jù)分析我們看到，輸出有效的時(shí)間點(diǎn)是第二次輸入后、第四次輸入后、第五次輸入后，因此我們可以用一個(gè)計(jì)數(shù)器counter來(lái)作為valid信號(hào)的判據(jù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器為2、4、5時(shí)，valid都拉高即可。理清思路，代碼就很好寫(xiě)了。

代碼：

計(jì)數(shù)器，來(lái)計(jì)入總共輸入了幾次3bit數(shù)據(jù)：

當(dāng)輸入第二次、第四次、第五次時(shí)，valid信號(hào)拉高：

????????case語(yǔ)句內(nèi)的作用是將數(shù)據(jù)進(jìn)行移位。因?yàn)樽疃嗲闆r下是存儲(chǔ)7bit數(shù)據(jù)，然后輸出5bit，所以存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)的空間只需要7bit就夠了。用7bit 的 data_store來(lái)存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)；

第一次輸入的3bit數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在data_store的高3位，不輸出5bit數(shù)據(jù)；

第二次輸入的3bit數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在data_store的高4-6位。此時(shí)，valid信號(hào)拉高，然后輸出5bit 數(shù)據(jù) data_out 等于data_store的高5bit即可；

第三次輸入的3bit數(shù)據(jù)，讓data_store左移三位，然后存儲(chǔ)在低三位，不輸出5bit數(shù)據(jù)；

第四次輸入的3bit數(shù)據(jù)，讓data_store左移三位，然后存儲(chǔ)在低三位，此時(shí)7bit空間存滿(mǎn)，因?yàn)檫M(jìn)行了兩次“左移三位”，所以此時(shí)7bit數(shù)據(jù)的最高位，就是原來(lái)7bit數(shù)據(jù)的最低位，也就是在第二次輸入數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)6bit輸出5bit后，剩下的那1bit數(shù)據(jù)。再輸出高5bit數(shù)據(jù)；余2bit

低五次輸入的3bit數(shù)據(jù)，與上一階段余下的2bit數(shù)據(jù)，湊5bit，放在data_store的高5位，輸出。