Примеры Сдвиговых регистров в Verilog

Содержание

Введение

Сдвиговые регистры — это важные устройства в цифровой электронике, которые позволяют смещать биты данных на определенное количество позиций. В данной статье мы рассмотрим два типа сдвиговых регистров: параллельно-последовательный и последовательно-параллельный, и приведем примеры их реализации на языке программирования Verilog.

Параллельно-последовательный сдвиговый регистр

Параллельно-последовательный сдвиговый регистр позволяет осуществлять последовательный сдвиг битов с асинхронной загрузкой данных внутри регистра. Т.е. все биты сдвигаются одновременно, после чего они выходят по порядку в последовательном режиме. Для реализации такого регистра в Verilog используется следующий код:
module parallel_to_serial_shift_register(
    input wire clk,
    input wire rst,
    input wire load,
    input wire [7:0] parallel_in,
    output reg serial_out
);

reg [7:0] reg_data;

always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        reg_data <= 8'b00000000;
    end else begin
        if (load) begin
            reg_data <= parallel_in;
        end else begin
            reg_data <= {reg_data[6:0], 0 };
            serial_out <= reg_data[7];
        end
    end
end

endmodule

В данном коде мы создаем модуль parallel_to_serial_shift_register, который содержит входы для тактового сигнала clk, сигнала сброса rst, сигнал параллельной загрузки load, параллельного входа parallel_in и последовательного выхода serial_out. Затем мы объявляем регистр reg_data шириной 8 бит, в котором будут храниться данные для сдвига.

Последовательно-параллельный сдвиговый регистр

Последовательно-параллельный сдвиговый регистр, наоборот, сдвигает данные внутри регистра последовательно и выводит их параллельно на выход. Пример реализации такого регистра на Verilog выглядит следующим образом:
module serial_to_parallel_shift_register(
    input wire clk,
    input wire rst,
    input wire serial_in,
    output reg [7:0] parallel_out
);

always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        parallel_out <= 8'b00000000;
    end else begin
        parallel_out <= {parallel_out [6:0], serial_in};
    end
end

endmodule

В этом примере мы создаем модуль serial_to_parallel_shift_register с такими же входами и выходами, как и у параллельно-последовательного регистра, только без предварительной загрузки. Одновременно мы инициализируем регистр parallel_out также 8-битным и реализуем сдвиг данных внутри регистра с параллельным выводом данных.

Заключение

Сдвиговые регистры — это мощные устройства для обработки данных в цифровой электронике, их применение в различных цифровых системах позволяет улучшить их производительность и функциональность. В данной статье мы рассмотрели два типа сдвиговых регистров: параллельно-последовательный и последовательно-параллельный, и привели примеры их реализации на языке программирования Verilog. Надеемся, что данная информация была полезна и понятна для вас.

Следует отметить, что использование сдвиговых регистров в цифровой электронике является актуальной и важной задачей, поэтому знание их работы и реализации на языке программирования Verilog может быть весьма полезным для электронных инженеров. Объяснение примеров параллельно-последовательного и последовательно-параллельного сдвиговых регистров позволит более глубоко понять их функционал и применение в различных проектах.

Мы надеемся, что данная статья о примерах сдвиговых регистров в Verilog была информативной и интересной для вас. Благодарим за внимание!