编写一段二维链表RTL代码

以下是一个简单的二维链表的RTL代码示例：

module Node (
    input [31:0] data,
    output reg [31:0] next_ptr,
    output reg [31:0] down_ptr
);

endmodule

module TwoDLinkedList (
    input clk,
    input reset,
    input [31:0] data_in,
    input [31:0] row_num,
    input [31:0] col_num,
    output reg [31:0] cur_ptr
);
    reg [31:0] head_ptr;
    reg [31:0] prev_ptr;
    reg [31:0] next_ptr;
    reg [31:0] down_ptr;
    reg [31:0] row_cnt;
    reg [31:0] col_cnt;
    reg [31:0] node_data;

    Node nodes [0:999];

    always @(posedge clk) begin
        if (reset) begin
            cur_ptr <= 0;
            head_ptr <= 0;
            prev_ptr <= 0;
            next_ptr <= 0;
            down_ptr <= 0;
            row_cnt <= 0;
            col_cnt <= 0;
            node_data <= 0;
        end else begin
            if (cur_ptr == 0) begin
                // create new node
                node_data <= data_in;
                nodes[row_cnt * col_num + col_cnt].data <= node_data;
                nodes[row_cnt * col_num + col_cnt].next_ptr <= 0;
                nodes[row_cnt * col_num + col_cnt].down_ptr <= 0;

                // update pointers
                if (col_cnt == 0) begin
                    // first node of a row
                    if (row_cnt == 0) begin
                        // first node of the list
                        head_ptr <= row_cnt * col_num;
                    end else begin
                        // first node of a new row
                        nodes[prev_ptr].next_ptr <= row_cnt * col_num;
                    end

                    prev_ptr <= row_cnt * col_num + col_num - 1;
                end else begin
                    nodes[prev_ptr].next_ptr <= row_cnt * col_num + col_cnt;
                    prev_ptr <= row_cnt * col_num + col_cnt;
                end

                if (row_cnt > 0) begin
                    nodes[col_cnt + (row_cnt - 1) * col_num].down_ptr <= row_cnt * col_num + col_cnt;
                end

                // update counters
                if (col_cnt == col_num - 1) begin
                    col_cnt <= 0;
                    row_cnt <= row_cnt + 1;
                end else begin
                    col_cnt <= col_cnt + 1;
                end

                // update current pointer
                cur_ptr <= row_cnt * col_num + col_cnt;
            end else begin
                // traverse the list
                if (nodes[cur_ptr].next_ptr != 0) begin
                    cur_ptr <= nodes[cur_ptr].next_ptr;
                end else begin
                    if (row_cnt < row_num - 1) begin
                        row_cnt <= row_cnt + 1;
                        col_cnt <= 0;
                        prev_ptr <= cur_ptr;
                        cur_ptr <= row_cnt * col_num;
                    end else begin
                        cur_ptr <= 0;
                    end
                end
            end
        end
    end
endmodule

此代码实现了一个基本的二维链表，它使用 `Node` 模块表示每个链表节点，并使用 `TwoDLinkedList` 模块作为顶层模块来实现链表的操作。在 `TwoDLinkedList` 模块中，我们使用一个名称为 `nodes` 的数组来存储所有的链表节点，每个节点都包含一个 `data` 输入，以及 `next_ptr` 和 `down_ptr` 两个输出。 `cur_ptr` 输入用于指定当前操作的节点， `row_num` 和 `col_num` 输入用于指定链表的行数和列数， `data_in` 输入用于指定要插入新节点的数据。

在 `always` 块中，我们首先检查 `reset` 输入是否为高电平，如果是，我们将所有变量和节点的状态重置为初始值。如果 `cur_ptr` 输入为零，表示我们需要在链表中创建一个新节点。我们在 `node_data` 变量中保存输入的数据，然后将其存储在 `nodes` 数组中，将新节点的 `next_ptr` 和 `down_ptr` 初始化为零。接下来，我们根据节点的位置更新指针。如果 `col_cnt` 变量为零，表示我们需要更新当前行的指针。如果 `row_cnt` 和 `col_cnt` 都为零，表示这是链表的第一个节点，我们将其作为链表的头节点。否则，我们将上一个节点的 `next_ptr` 指向当前节点。然后，我们更新 `prev_ptr` 变量以指向当前节点的上一个节点。如果 `row_cnt` 不为零，表示我们需要更新当前列的指针。我们将上一行的节点的 `down_ptr` 指向当前节点。最后，我们更新计数器变量以反映新节点的插入。如果 `col_cnt` 等于 `col_num - 1`，表示我们已经到达了当前行的末尾，我们需要将 `col_cnt` 重置为零，并将 `row_cnt` 增加 1。否则，我们只需将 `col_cnt` 增加 1。最后，我们将 `cur_ptr` 设置为新节点的地址。

如果 `cur_ptr` 输入不为零，表示我们需要在链表中遍历。我们检查当前节点的 `next_ptr` 是否为零，如果不是，表示链表中还有更多的节点。我们只需将 `cur_ptr` 设置为下一个节点的地址。否则，我们需要检查当前节点是否是当前行的最后一个节点。如果是，我们需要检查当前行是否是最后一行。如果不是，我们将 `row_cnt` 增加 1，将 `col_cnt` 重置为零，将 `prev_ptr` 设置为当前节点的地址，并将 `cur_ptr` 设置为下一行的第一个节点的地址。否则，我们已经到达了链表的末尾，我们将 `cur_ptr` 设置为零以指示操作已完成。