使用子模块实现三输入数的大小比较

jk_1012024-05-20 15:15

描述

在数字芯片设计中，通常把完成特定功能且相对独立的代码编写成子模块，在需要的时候再在主模块中例化使用，以提高代码的可复用性和设计的层次性，方便后续的修改。

请编写一个子模块，将输入两个8bit位宽的变量data_a,data_b，并输出data_a,data_b之中较小的数。并在主模块中例化，实现输出三个8bit输入信号的最小值的功能。

子模块的信号接口图如下：

主模块的信号接口图如下：

使用Verilog HDL实现以上功能并编写testbench验证。

输入描述：

clk：系统时钟

rst_n：异步复位信号，低电平有效

a,b,c：8bit位宽的无符号数

输出描述：

d：8bit位宽的无符号数，表示a,b,c中的最小值

解题分析：

本次代码使用了三个比较器完成。此外，还有一种解法放在了简析中。

sub_mod0：比较器0，a和b比较得到较小的值tmp0；
sub_mod1：比较器1，a和c比较得到较小的值tmp1；
sub_mod2：比较器2，tmp0和tmp1比较得到最小的值d。

代码如下：

cs 复制代码

`timescale 1ns/1ns
module main_mod(
	input clk,
	input rst_n,
	input [7:0]a,
	input [7:0]b,
	input [7:0]c,
	
	output [7:0]d
);
    wire [7:0] tmp0, tmp1;
    sub_mod sub_mod0(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .a(a),    .b(b),    .c(tmp0));
    sub_mod sub_mod1(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .a(a),    .b(c),    .c(tmp1));
    sub_mod sub_mod2(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .a(tmp0), .b(tmp1), .c(d)   );
endmodule

module sub_mod(
    input clk,
    input rst_n,
    input [7:0] a,
    input [7:0] b,
    
    output [7:0] c
);
    reg [7:0] c_r;
    always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(~rst_n)
            c_r <= 8'b0;
        else 
            c_r <= a < b? a:b;
    end
    assign c = c_r;
endmodule

波形图：