HDLbits答案更新系列10（3.2|HDLbits答案更新系列10（3.2 Sequential Logic 3.2.4 More Circuits） HDLbits答案更新系列10（3.2Sequ

目录
前言
【HDLbits答案更新系列10（3.2|HDLbits答案更新系列10（3.2 Sequential Logic 3.2.4 More Circuits）】3.2.4 More Circuits
3.2.4.1 Rule 90（Rule90）
3.2.4.2 Rule 110（Rule110）
3.2.4.3 Conway's Game of Life 16x16（Conwaylife）
结语
HDLbits网站链接
前言今天更新一个小节内容，这个小节内容总共有三道题，题目很少，但是有很强的技巧性，下面我们就开始吧。
3.2.4 More Circuits 3.2.4.1 Rule 90（Rule90）

module top_module( input clk, input load, input [511:0] data, output [511:0] q ); always@(posedge clk)begin if(load)begin q <= data; end else begin q <= {1'b0, q[511:1]} ^ {q[510:0], 1'b0}; end end/* //second way reg [513:0] q_com; integer i; always@(posedge clk)begin if(load)begin q_com <= {1'b0, data, 1'b0}; end else begin for(i = 0; i <= 511; i = i + 1)begin q_com[i + 1] <= q_com[i] ^ q_com[i + 2]; end end endassign q = q_com[512:1]; */endmodule

对于这道题目，我们首先要明白题意，规则中说，每个单元的下溢状态是该单元相邻两位的异或，所以方法一就体现了这一原则。对于方法二，博主是为了巩固for循环才写的答案，答案的表述已经很清楚了。
3.2.4.2 Rule 110（Rule110）

module top_module( input clk, input load, input [511:0] data, output [511:0] q ); always@(posedge clk)begin if(load)begin q <= data; end else begin q <= ~q & {q[510:0], 1'b0} | ~{1'b0, q[511:1]} & {q[510:0], 1'b0} | ~{1'b0, q[511:1]} & q | q & ~{q[510:0], 1'b0}; end endendmodule

对于这道题目，大家先将左中右三个位的卡诺图画出来，就可以明白博主的意思了。大家注意，题目中有一个描述，边界（q[-1]和q[512]）均为0，这点需要考虑进去。
3.2.4.3 Conway's Game of Life 16x16（Conwaylife）

module top_module( input clk, input load, input [255:0] data, output [255:0] q ); reg [3:0] sum; integer i; always@(posedge clk)begin if(load)begin q <= data; end else begin for(i = 0; i <= 255; i = i + 1)begin if(i == 0)begin sum = q[255] + q[240] + q[241] + q[15] + q[1] + q[31] + q[16] + q[17]; end else if(i == 15)begin sum = q[254] + q[255] + q[240] + q[14] + q[0] + q[30] + q[31] + q[16]; end else if(i == 240)begin sum = q[239] + q[224] + q[225] + q[255] + q[241] + q[15] + q[0] + q[1]; end else if(i == 255)begin sum = q[238] + q[239] + q[224] + q[254] + q[240] + q[14] + q[15] + q[0]; end else if(i > 0 && i < 15)begin sum = q[i + 239] + q[i + 240] + q[i + 241] + q[i - 1] + q[i + 1] + q[i + 15] + q[i + 16] + q[i + 17]; end else if(i > 240 && i < 255)begin sum = q[i -17] + q[i - 16] + q[i - 15] + q[i - 1] + q[i + 1] + q[i - 241] + q[i - 240] + q[i - 239]; end else if(i % 16 == 0)begin sum = q[i -1] + q[i - 16] + q[i - 15] + q[i + 15] + q[i + 1] + q[i + 31] + q[i + 16] + q[i + 17]; end else if(i % 16 == 15)begin sum = q[i -17] + q[i - 16] + q[i - 31] + q[i - 1] + q[i - 15] + q[i + 15] + q[i + 16] + q[i + 1]; end else begin sum = q[i - 17] + q[i - 16] + q[i - 15] + q[i - 1] + q[i + 1] + q[i + 15] + q[i + 16] + q[i + 17]; end case(sum) 4'd2:begin q[i] <= q[i]; end 4'd3:begin q[i] <= 1'b1; end default:begin q[i] <= 1'b0; end endcase end end endendmodule

这道题目是著名的康威生命游戏，博主刚看到这道题目，有点云里雾里，但是读了几遍题目描述之后，大概明白了生命游戏的规则。一个中心点周围有8个邻居，如果周围的邻居中1的数目为0-1个，那么中心点变为0；如果周围邻居中1的数目为2个，那么中心点状态不变；如果周围邻居中1的数目为3个，中心点变为1；如果周围邻居中1的数目大于3个，中心点变为0。
我们可以将周围的8个邻居的值都加起来来判断周围邻居中1的个数，值得注意的是，这里我在for中使用了阻塞赋值，因为我需要当前拍（本周期）得到结果在当前拍（本周期）就去判断，但是实际使用中不建议大家在时序逻辑中使用阻塞赋值，这里博主也只是为了做题。
大家注意，这里的for循环中的判断条件其实就是边界，用一个16x16的环形面来进行判断，如果我们选择坐标（0,0）为中心点，那么周围的8个邻居左边就是(15,1), (15,0), (15,15), (0,1), (0,15), (1,1), (1,0), 和(1,15)，博主的所有if条件都是在判断边界值。
在做这道题的时候，建议大家先画一个16*16的矩阵，这样对于边界值以及中心点的把握会更准确，以此达到事半功倍的效果。
生命游戏之父约翰·康威因感染新冠去世，享年83岁，在此表示哀悼。
结语今天更新一个小节内容，这三道题目要一次就success还是有难度的，尤其是第三题，博主不喜欢在时序逻辑中使用阻塞赋值，但是经过反复试验，这道题就是在本周期对本周期得到的sum结果进行判断，只能选择阻塞赋值。希望大家都能去做一做这几道题目，做完后对于时序的理解会更加深刻。
HDLbits网站链接 https://hdlbits.01xz.net/wiki/Main_Page