verilog归并排序

Verilog归并排序的实现需要使用到递归和分治的思想。具体实现步骤如下：

1. 定义模块输入输出端口，包括输入数组、数组长度和输出数组。
2. 对于长度为1的数组，直接输出。
3. 对于长度大于1的数组，将其分为两个子数组，分别进行递归排序。
4. 对两个已排序的子数组进行归并操作，得到一个有序的数组。

以下是一个简单的Verilog归并排序实现示例：

module merge_sort(input clk,
                  input [7:0] in_array[0:7],
                  input [2:0] length,
                  output reg [7:0] out_array[0:7]);

  // 定义比较模块
  module compare(input [7:0] a, input [7:0] b, output reg [7:0] smaller);
    always @(*) begin
      if (a < b) begin
        smaller = a;
      end else begin
        smaller = b;
      end
    end
  endmodule

  // 定义归并模块
  module merge(input [7:0] a[0:3], input [7:0] b[0:3], output reg [7:0] c[0:7]);
    reg [7:0] smaller;
    integer i, j, k;
    always @(*) begin
      i = 0;
      j = 0;
      k = 0;
      while (i < 4 && j < 4) begin
        compare cmp(.a(a[i]), .b(b[j]), .smaller(smaller));
        if (smaller == a[i]) begin
          c[k] = a[i];
          i = i + 1;
        end else begin
          c[k] = b[j];
          j = j + 1;
        end
        k = k + 1;
      end
      while (i < 4) begin
        c[k] = a[i];
        i = i + 1;
        k = k + 1;
      end
      while (j < 4) begin
        c[k] = b[j];
        j = j + 1;
        k = k + 1;
      end
    end
  endmodule

  // 定义排序模块
  module sort(input [7:0] in_array[0:7], input [2:0] length, output reg [7:0] out_array[0:7]);
    reg [7:0] left_array[0:3];
    reg [7:0] right_array[0:3];
    reg [7:0] merged_array[0:7];
    integer i;

    always @(*) begin
      if (length == 1) begin
        out_array[0] = in_array[0];
      end else begin
        for (i = 0; i < length/2; i = i + 1) begin
          left_array[i] = in_array[i];
          right_array[i] = in_array[i + length/2];
        end
        sort left_sort(.in_array(left_array), .length(length/2), .out_array(left_array));
        sort right_sort(.in_array(right_array), .length(length/2), .out_array(right_array));
        merge merge_sort(.a(left_array), .b(right_array), .c(merged_array));
        for (i = 0; i < length; i = i + 1) begin
          out_array[i] = merged_array[i];
        end
      end
    end
  endmodule

  sort sort_module(.in_array(in_array), .length(length), .out_array(out_array));

endmodule