Aula 5.3: Comparador de 2 números de 4 bit em Verilog #LTCode

Aula 5.3 - Comparador de 2 números de 4 bits usando comparador de 1 bit.

Este artigo faz parte do projeto #LTCode

Na primeira aula dessa série de aulas você aprendeu toda a base para compreender códigos em Verilog HDL e rodar os códigos, se ainda não leu clique aqui e confira.

Vamos criar o projeto de um comparador de 2 números de 4 bits e responder se um é maior (ma), menor (me) ou igual (ig) ao outro. 

Por exemplo: A é maior, menor ou igual a B?

A = 1011
B = 1001

Para este projeto vamos utilizar a descrição de fluxo de dados (visto na aula 5.2). Para facilita vamos primeiramente criar um comparador de 2 números de 1 bit, pois para o de 4 bits temos 8 entradas e 2^8 são 256 combinações para se comparar, enquanto que o de 1 bit são 2 entradas ou seja 2^2 são 4 combinações para se comparar.


Simplificando as expressões obtemos:

IGUAL = A xnor B
MAIOR = A and (not B)
MENOR = (not A) and B

Com essa informação podemos montar nosso código para o comparador de 1 bit.

module comparador_1bit (ig, ma, me, A, B, HAB);
input A, B, HAB;
output ig, ma, me;
assign ig = HAB & (A~^B); // A xnor B 
assign ma = HAB & (A&(~B));
assign me = HAB & (~(A)&B);
endmodule

A variável  "HAB"(abreviação de habilita) será útil para o comparador de 4 bits, portanto caso queira apenas um comparador de 1 bit ela pode assumir o valor 1 pois 1 and qualquer coisa é qualquer coisa.

Com nosso comparador de 1 bit pronto, agora podemos implementar um comparador de 4 bits.

module comparador_4bit(igual, maior, menor, A, B);
input [3:0] A, B; //vetor de 4 bits com o menos significativo à direita
output igual, maior, menor;
wire [3:0] aux_ig, aux_ma, aux_me; //conexão de 4 bits, variáveis auxiliares
comparador_1bit BL3(aux_ig[3], aux_ma[3], aux_me[3], A[3], B[3],1);
comparador_1bit BL2(aux_ig[2], aux_ma[2], aux_me[2], A[2], B[2],aux_ig[3]);
comparador_1bit BL1(aux_ig[1], aux_ma[1], aux_me[1], A[1], B[1],aux_ig[2]);
comparador_1bit BL0(aux_ig[0], aux_ma[0], aux_me[0], A[0], B[0],aux_ig[1]);
assign maior = | aux_ma; //realiza OR em todos bits do vetor aux_ma
assign menor = | aux_me; //realiza OR em todos bits do vetor aux_me
assign igual = aux_ig[0];
endmodule

A estrutura de um vetor de 4 bits é [3:0], sendo: 
[3:0] com o bit menos significativo a direita.
[0:3] com o bit mais significativo a direita.

No comparador de 4 bits acima é feita a chamada ao modulo do comparador de 1 bit, utilizando conexão por lista ou seja as ligações são feitas na ordem. Assim dados de entradas são enviadas para o comparador_1bit que retorna nas saídas o resultado das operações lógicas.

No modulo comparador_1bit temos a seguinte ordem: (ig, ma, me, A, B, HAB) . Assim ao chamá-lo no comparador_4bit a ordem foi mantida em cada "BL" (bloco): (aux_ig[3], aux_ma[3], aux_me[3], A[3], B[3],1) .

Então será que nosso código funciona para o exemplo abaixo?

A é maior, menor ou igual a B?

A = 1011
B = 1001

Vamos conferir por partes! 

Confira como ficou os dados nos "BL" blocos para o exemplo acima, em vermelho ilustra os dados de entrada e em verde os dados de saída do comparador_1bit:

BL3(100, 1, 1, 1);
BL2(1, 0, 0, 0, 0, 1);
BL1(0, 1, 0, 1, 0, 1);
BL0(0, 0, 0, 1, 1, 0);

Fazendo um OR em todos os bits de aux_ma (0 or 0 or 1 or 0) = 1.
Fazendo um OR em todos os bits de aux_me (0 or 0 or 0 or 0) = 0.
Pegando o valor de aux_ig na posição 0 temos que aux_ig[0] = 0.

Com essas informações descobrimos que A é maior que B.

>> Próxima aula, clique aqui.

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3,2,dual shock 4,1,dublado,1,duo gamer,1,DUOS,1,Durango,2,dúvida,2,dúvidas,1,dvd,3,dvi,1,E,1,e-mail,2,e3,6,ea,2,ea games,9,edge,1,edição,5,edição de fotos,1,edição deluxe,1,Edição especial,2,edição padrão,1,editar,1,editar mapa,1,editor de fotos,1,editores,1,educação,1,Edward Kenway,1,efeitos,1,electronic arts,1,eleições,1,eleições 2012,1,eleitoral,2,eletrônicos,1,ElGamal,1,email,3,emails,2,emoções,1,emoticons,1,emotions,1,emprego,1,empresário,1,empresas,5,emula,1,encerra,1,encontrar,1,encurtar,1,endereço,2,enem,4,enem quiz,2,ensino,1,entrar,1,entrevista,1,enviar,6,episódio,1,errado,1,erro,40,erro ao copiar arquivo ou pasta,1,erro no instagram para android,1,erro no the sims 2,2,error,4,escalada,1,escola,2,esconder,3,espaço,5,espaço livre em disco insuficiente,1,espanhol,1,especificações,3,espionagem,2,espionar,2,esquece,1,esqueci a senha,1,esquema,1,Estados Unidos,1,estampa,1,estatísticas,1,estrago,1,estreia,1,estuda vest,1,estudar,2,ethernet,1,ets,2,EUA,6,euro 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iphone5,1,foundation,1,Fountain,1,FOX,1,fps,4,frames,1,framework 3.5,1,frança,2,Franklin,3,franquia,5,free,7,freezing,1,frequência,1,fucaracão,1,full,1,Fullscreen,1,funciona,2,funcionalidade,1,funcionários,1,fundador,1,fundamental,1,Fundmoods,1,fundo,1,furto,1,Futebol Mania,1,futuro,1,G,1,g27,1,gadget,1,galaxy,8,Galaxy Music,1,Galaxy S3 Mini,1,Galaxy S5,2,galeria,2,game,43,Game Brighton,1,Game Faqs,1,Game Informer,2,gamecopyworld,1,gameklip,2,gameloft,1,gameplay,12,gamer,6,Games,30,gamescom,3,Gangnam,1,Gangnam Style,1,ganhando,1,ganhar,3,gastar,1,gateway,1,gb,3,geekie games,1,gender,1,geografia,2,GeoGuessr,1,geração,1,gerenciador de tarefas,4,Gesture Typing,1,gif,1,gingerbread,1,girias,1,girias da internet,1,glamour life stuff,1,globo,2,gmail,1,go daddy,1,godaddy,1,goku,1,Gold Miner,1,golpe,1,Google,47,google chrome,3,Google drive,1,Google Glass,1,google maps,3,google play,22,google plus,1,Google 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