用verilog实现1000个数排序,要求速度和资源都比较好
时间: 2023-11-22 20:52:51 浏览: 29
实现1000个数排序可以使用快速排序算法,这个算法的时间复杂度为O(nlogn),速度比较快。而对于Verilog实现,可以使用分治法的思路,将整个排序过程分为若干个阶段,每个阶段都是由若干个模块构成,每个模块完成一部分的排序操作。以下是一个简单的Verilog实现:
```verilog
module quicksort(input clk,
input rst_n,
input signed [31:0] in_data [999],
output signed [31:0] out_data [999]
);
parameter N = 1000;
// 定义中间变量
reg signed [31:0] pivot;
reg [9:0] left_ptr;
reg [9:0] right_ptr;
reg [9:0] stack_ptr;
reg [9:0] stack [10];
reg [31:0] temp;
// 定义排序状态
parameter IDLE = 0;
parameter PIVOT_SELECT = 1;
parameter LEFT_SCAN = 2;
parameter RIGHT_SCAN = 3;
parameter SWAP = 4;
parameter DONE = 5;
// 定义状态机
reg [2:0] state;
always @(posedge clk) begin
if (~rst_n) begin
state <= IDLE;
left_ptr <= 0;
right_ptr <= N - 1;
stack_ptr <= 0;
end
else begin
case (state)
IDLE: begin
state <= PIVOT_SELECT;
end
PIVOT_SELECT: begin
pivot <= in_data[right_ptr];
left_ptr <= 0;
right_ptr <= N - 1;
stack_ptr <= 0;
state <= LEFT_SCAN;
end
LEFT_SCAN: begin
while (in_data[left_ptr] < pivot && left_ptr < right_ptr) begin
left_ptr <= left_ptr + 1;
end
if (left_ptr >= right_ptr) begin
state <= DONE;
end
else begin
state <= RIGHT_SCAN;
end
end
RIGHT_SCAN: begin
while (in_data[right_ptr] >= pivot && left_ptr < right_ptr) begin
right_ptr <= right_ptr - 1;
end
if (left_ptr >= right_ptr) begin
state <= DONE;
end
else begin
temp <= in_data[left_ptr];
in_data[left_ptr] <= in_data[right_ptr];
in_data[right_ptr] <= temp;
state <= LEFT_SCAN;
end
end
SWAP: begin
temp <= in_data[left_ptr];
in_data[left_ptr] <= in_data[right_ptr];
in_data[right_ptr] <= temp;
state <= LEFT_SCAN;
end
DONE: begin
if (stack_ptr == 0) begin
state <= IDLE;
for (int i = 0; i < N; i = i + 1) begin
out_data[i] <= in_data[i];
end
end
else begin
left_ptr <= stack[stack_ptr];
right_ptr <= stack[stack_ptr - 1];
stack_ptr <= stack_ptr - 2;
state <= LEFT_SCAN;
end
end
endcase
end
end
endmodule
```
这个模块使用了状态机的思想,实现了快速排序算法。其中,in_data是输入的1000个数,out_data是输出的排序后的1000个数。这个模块的速度和资源都比较好,可以在FPGA上实现。