归并排序仅使用verilog并输出各个数据的排名
时间: 2023-07-02 19:05:08 浏览: 58
以下是使用 Verilog 实现归并排序并输出各个数据的排名的代码:
```verilog
module merge_sort (
input clk,
input [7:0] data_in,
input start,
output reg [7:0] data_out,
output reg done
);
parameter SIZE = 8; // 数组大小
reg [7:0] data[SIZE]; // 存储输入数据
reg [7:0] tmp[SIZE]; // 临时数组,用于存储归并结果
reg [3:0] stage; // 归并排序的阶段
reg [2:0] i, j, k; // 归并排序的下标
reg [2:0] p, q, r; // 归并排序的下标
reg [2:0] m, n; // 归并排序的下标
reg [3:0] count; // 记录已输出的数据个数
reg [2:0] rank[SIZE]; // 存储数据排名
// 初始化数据
initial begin
data[0] = data_in;
data[1] = 8'hab;
data[2] = 8'h5f;
data[3] = 8'h72;
data[4] = 8'h1e;
data[5] = 8'h9d;
data[6] = 8'h3c;
data[7] = 8'h6a;
done = 0;
end
always @(posedge clk) begin
if (start) begin
// 归并排序
case (stage)
0: begin
// 第一阶段,将每个元素看作一个有序序列
for (i = 0; i < SIZE; i = i + 2) begin
j = i + 1;
if (j < SIZE) begin
if (data[i] <= data[j]) begin
tmp[i] = data[i];
tmp[j] = data[j];
end
else begin
tmp[i] = data[j];
tmp[j] = data[i];
end
end
else begin
tmp[i] = data[i];
end
end
stage = 1;
end
1: begin
// 第二阶段,将两个有序序列合并
for (k = 0; k < SIZE; k = k + 4) begin
p = k;
q = k + 1;
r = k + 2;
m = k + 3;
n = k;
while ((p <= q) && (r <= m)) begin
if (tmp[p] <= tmp[r]) begin
data[n] = tmp[p];
rank[n] = count;
p = p + 1;
end
else begin
data[n] = tmp[r];
rank[n] = count;
r = r + 1;
end
n = n + 1;
count = count + 1;
end
while (p <= q) begin
data[n] = tmp[p];
rank[n] = count;
p = p + 1;
n = n + 1;
count = count + 1;
end
while (r <= m) begin
data[n] = tmp[r];
rank[n] = count;
r = r + 1;
n = n + 1;
count = count + 1;
end
end
stage = 2;
end
2: begin
// 输出结果
done = 1;
for (i = 0; i < SIZE; i = i + 1) begin
data_out = data[i];
$display("Data %d: %d, Rank: %d", i, data[i], rank[i]);
end
end
endcase
end
end
endmodule
```
在上述 Verilog 代码中,我们使用了一个包含 8 个元素的数组来存储输入数据。在初始化时,我们将输入数据放入数组中。然后,我们使用归并排序对这个数组进行排序,并将排名存储在一个数组中。最后,我们输出排序后的结果以及每个数据的排名。当排名全部输出后,我们将 `done` 输出为 1,表示排序已完成。
注意,在上述代码中,我们使用 `$display` 函数在模拟器中输出调试信息。如果你想在 FPGA 上使用这个代码,你需要使用相应的输出方式来输出结果。