Verilog什么是组合逻辑

1、组合逻辑概述

组合逻辑是数字电路设计中的一种基本电路类型，也称为“无记忆逻辑”。对于组合逻辑电路，输出只与输入有关，输出与过去的输入或输出无关。组合逻辑电路的输出只是由输入的值所决定的逻辑函数输出，他不具备存储功能。组合逻辑只要根据输入参数的变化反应到输出即可，时间上不需要考虑时序，无论输入如何变化，输出都立即反映输入的变化。在数字电路中，世界上90%的电路都是组合逻辑电路。

2、Verilog中的组合逻辑实现

在Verilog中，我们用“always@(*)”来表示组合逻辑。例如，下列代码展示了一个3输入AND逻辑门的Verilog实现：

module and_gate(
    input a,
    input b,
    input c,
    output y   
);
assign y=a&b&c;
endmodule

可以看到，“assign”关键字用于连接输出和输入。在这个例子中，通过使用“assign y=a&b&c;”，我们已经实现了一个3输入AND逻辑门。对于简单的逻辑门，我们通常使用assign，而对于更复杂的电路，我们可以使用“always@(*)”结构来实现组合逻辑。

3、Verilog中的逻辑运算符

Verilog中常见的逻辑运算符有“&”（与运算）、“|”（或运算）、“^”（异或运算）等等。举个例子：

module or_gate(
    input a,
    input b,
    output y
);
assign y=a|b;
endmodule

上述代码实现了一个2输入OR逻辑门。在这个例子中，“assign y=a|b;”代表对a、b进行或运算，结果连接到输出y上。

4、Verilog中的选择结构

在Verilog中，我们可以使用“if/else”语句实现选择逻辑，例如：

module mux(
    input sel,
    input a,
    input b,
    output y
);
always@(*)
    if(sel)
        y=b;
    else
        y=a;
endmodule

在这个例子中，当输入参数sel为1时，输出结果为b；当输入参数sel为0时，输出结果为a。

除了使用“if/else”语句，我们还可以使用“case”语句来实现选择逻辑。下面是一个使用“case”语句实现的4进1多路选择器：

module mux4(
    input [1:0]sel,
    input [3:0]a,
    output y
);
always@(*)
    case(sel)
        2'b00:y=a[0];
        2'b01:y=a[1];
        2'b10:y=a[2];
        2'b11:y=a[3];
    endcase
endmodule

在这个例子中，每个case对应一个输入信号a的位，输出结果为对应位的值。例如，当sel为2'b10（即2）时，输出结果为a[2]。使用case语句可以清晰地组织逻辑代码，方便阅读和维护。