「Verilog学习笔记」求最小公倍数

正在黑化的KS2024-01-08 13:33

专栏前言

本专栏的内容主要是记录本人学习Verilog过程中的一些知识点，刷题网站用的是牛客网

题目要求求解两个数的最小公倍数，而最小公倍数可以通过两个数的乘积除以两个数的最小公约数得到。乘法是容易计算的，所以问题变成如何求解最大公约数。可以采用辗转相减法求解，

例如：两个自然数35和14，用大数减去小数，(35,14)->(21,14)->(7,14)，此时，7小于14，要做一次交换，把14作为被减数，即(14,7)->(7,7)，再做一次相减，结果为0，这样也就求出了最大公约数7。

然后可以实现除法器IP核或者之间使用 '/'进行除法运算得到最小公倍数，'/'在多数的编译器中也可以进行综合。

复制代码

`timescale 1ns/1ns

module lcm#(
parameter DATA_W = 8)
(
input [DATA_W-1:0] A,
input [DATA_W-1:0] B,
input 			vld_in,
input			rst_n,
input 			clk,
output	wire	[DATA_W*2-1:0] 	lcm_out,
output	wire 	[DATA_W-1:0]	mcd_out,
output	reg					vld_out
);
    reg [DATA_W*2-1:0] mcd, a_buf, b_buf, mul_buf ; 
    reg mcd_vld ; 
    reg [1:0] state, nstate ; 
    parameter idle = 0, S0 = 1, S1 = 2, S2 = 3 ; 

    always @ (posedge clk or negedge rst_n) 
        if (!rst_n) state <= idle ; 
        else state <= nstate ; 
    
    always @ (posedge clk or negedge rst_n) 
        if (!rst_n) begin 
            nstate <= idle ; 
            mcd <= 0 ; 
            mcd_vld <= 0 ; 
            a_buf <= 0 ; 
            b_buf <= 0 ; 
            mul_buf <= 0 ; 
            vld_out <= 0 ; 
        end
        else begin 
            case (state) 
            idle : 
            if (vld_in) begin 
                a_buf <= A ; 
                b_buf <= B ; 
                nstate <= S0 ; 
                mul_buf <= A * B ; 
                mcd_vld <= 0 ; 
                vld_out <= 0 ; 
            end
            else begin 
                nstate <= idle ; 
                mcd_vld <= 0 ; 
                vld_out <= 0 ; 
            end
            S0 : 
            if (a_buf != b_buf) begin 
                if (a_buf > b_buf) begin
                    a_buf <= a_buf - b_buf ; 
                    b_buf <= b_buf ; 
                end
                else begin 
                    b_buf <= b_buf - a_buf ; 
                    a_buf <= a_buf ; 
                    vld_out <= 0 ; 
                end
                nstate <= S0 ; 
            end
            else begin 
                nstate <= S1 ; 
                vld_out <= 0 ; 
            end
            S1 : begin 
                mcd <= b_buf ; 
                mcd_vld <= 1 ; 
                nstate <= idle ; 
                vld_out <= 1 ; 
            end
            default : begin 
                nstate <= idle ; 
                vld_out <= 0 ; 
            end
            endcase
        end
            
    assign mcd_out = mcd ; 
    assign lcm_out = mul_buf / mcd ; 

endmodule