用阻塞赋值完成4位移位寄存器

以下是使用阻塞赋值完成的4位移位寄存器的Verilog代码：

module shift_register(input clk, input rst, input shift_in, output reg [3:0] shift_out);
    
    always @(posedge clk) begin
        if (rst) begin
            shift_out <= 4'b0000;
        end else begin
            shift_out <= {shift_out[2:0], shift_in};
        end
    end
    
endmodule

该代码中，使用了一个始终块来描述寄存器的行为。在时钟的上升沿时，如果复位信号rst为高，则将寄存器的值清零。否则，将寄存器中的值左移一位，并将输入信号shift_in赋值给最低位。因此，该代码实现了一个能够向左移位的4位移位寄存器。

相关问题

采用verilog HDL设计一个四位移位寄存器

下面是一个基于 Verilog HDL 的四位移位寄存器的设计：

module shift_register(input clk, reset, shift_in, shift_left, shift_right, output reg [3:0] shift_out);
    
    always@(posedge clk or posedge reset) begin
        if(reset) begin
            shift_out <= 4'b0000;
        end
        else if(shift_left) begin
            shift_out <= {shift_out[2:0], shift_in};
        end
        else if(shift_right) begin
            shift_out <= {shift_in, shift_out[3:1]};
        end
    end
    
endmodule

在这个设计中，我们使用了四个输入信号：时钟信号 `clk`、复位信号 `reset`、输入信号 `shift_in` 和控制信号 `shift_left` / `shift_right`。其中，`shift_left` 和 `shift_right` 分别表示向左移位和向右移位。输出信号 `shift_out` 表示四位移位寄存器当前的值。

在 always 块中，我们根据输入信号的不同进行不同的操作。当复位信号 `reset` 为高电平时，我们将移位寄存器的值清零。当 `shift_left` 为高电平时，我们将移位寄存器的值向左移一位，同时将输入信号 `shift_in` 加入到最低位。当 `shift_right` 为高电平时，我们将移位寄存器的值向右移一位，同时将输入信号 `shift_in` 加入到最高位。

需要注意的是，这个设计使用的是阻塞式赋值（`<=`），因此在每个时钟上升沿时，我们只会根据当前输入信号的状态完成一次移位操作。如果需要实现非阻塞式赋值，可以使用 `always@(posedge clk)` 块，并在其中使用非阻塞式赋值（`<=`）来实现。

verilog 6.1 阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别？ 6.2 用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。 6.3 用行为语句设计一个8位计数器，每次在时钟的上升沿，计数器加1，当计数器溢出时，自动从零开始重新计数。计数器有同步复位端。 6.4 设计一个4位移位寄存器。 6.5 initial语句与always 语句的关键区别是什么？ 6.6 分别用任务和函数描述一个4选1多路选择器。 6.7 总结任务和函数的区别。

6.1 阻塞赋值和非阻塞赋值的本质区别在于执行的时间点不同。阻塞赋值在执行时会阻止其他语句的执行，直到该语句执行完成，而非阻塞赋值则不会阻止其他语句的执行，可以与其他语句并发执行。

6.2 持续赋值语句描述的4选1数据选择器如下所示：

assign out = sel[0] ? in0 : (sel[1] ? in1 : (sel[2] ? in2 : in3));

其中，sel为2位选择信号，in0~in3为4个数据输入，out为数据输出。

6.3 行为语句设计的8位计数器如下所示：

reg [7:0] cnt;
always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        cnt <= 0;
    end else if (cnt == 8'hFF) begin
        cnt <= 0;
    end else begin
        cnt <= cnt + 1;
    end
end

其中，cnt为8位计数器，rst为同步复位信号，clk为时钟信号。

6.4 设计的4位移位寄存器如下所示：

reg [3:0] reg_data;

always @(posedge clk) begin
    reg_data <= {reg_data[2:0], in};
end

assign out = reg_data;

其中，in为输入信号，out为输出信号，clk为时钟信号。

6.5 initial语句和always语句的关键区别在于执行的时机不同。initial语句在仿真开始时执行一次，而always语句在时钟上升沿等触发事件发生时执行。

6.6 任务描述的4选1多路选择器如下所示：

task mux4(input [3:0] sel, input [3:0] in, output reg out);
    begin
        case (sel)
            4'b0001: out = in[0];
            4'b0010: out = in[1];
            4'b0100: out = in[2];
            4'b1000: out = in[3];
            default: out = 0;
        endcase
    end
endtask

函数描述的4选1多路选择器如下所示：

function [3:0] mux4(input [3:0] sel, input [3:0] in);
    begin
        case (sel)
            4'b0001: mux4 = in[0];
            4'b0010: mux4 = in[1];
            4'b0100: mux4 = in[2];
            4'b1000: mux4 = in[3];
            default: mux4 = 0;
        endcase
    end
endfunction

6.7 任务和函数的区别主要有以下几点：

- 任务可以有输出端口，而函数只能有一个输出。
- 任务可以包含多个语句，而函数只能有一个语句。
- 任务可以使用延时语句，而函数不能使用延时语句。
- 任务可以并发执行，而函数只能顺序执行。