4进4出的LUT查找表，VERILOG运用RAM实现代码

以下是一个使用Verilog语言实现4进4出的LUT查找表，利用RAM的方式实现的代码示例：

module lut4x4(
    input [3:0] in,
    output [3:0] out
    );
    
    reg [3:0] addr;
    reg [3:0] data;
    reg [15:0] ram [0:15];
    
    always @(in) begin
        addr = in;
        data = ram[addr];
    end
    
    always @(posedge clk) begin
        ram[addr] <= data;
    end
    
    assign out = data;
    
endmodule

其中，`addr`是4位的地址寄存器，用于存储输入的地址值；`data`是4位的数据寄存器，用于存储查找表的输出值；`ram`是一个16个4位的RAM数组，用于存储查找表的所有输出值。

在第一个`always`块中，当输入的地址值`in`发生变化时，将`in`赋值给`addr`寄存器，并从`ram`中读取对应的输出值存储到`data`寄存器中。

在第二个`always`块中，当时钟信号`clk`的上升沿到来时，将`data`寄存器中的值存储到`ram`数组中对应的地址位置上。

最后，使用`assign`语句将`data`输出到`out`端口上，完成4进4出的LUT查找表的实现。

相关问题

11进4出的LUT查找表，VERILOG运用RAM实现代码

以下是一个使用Verilog语言实现11进4出的LUT查找表，利用RAM的方式实现的代码示例：

module lut11x4(
    input [10:0] in,
    output [3:0] out
    );
    
    reg [10:0] addr;
    reg [3:0] data;
    reg [2047:0] ram [0:2047];
    
    always @(in) begin
        addr = in;
        data = ram[addr];
    end
    
    always @(posedge clk) begin
        ram[addr] <= data;
    end
    
    assign out = data;
    
endmodule

其中，`addr`是11位的地址寄存器，用于存储输入的地址值；`data`是4位的数据寄存器，用于存储查找表的输出值；`ram`是一个2,048个4位的RAM数组，用于存储查找表的所有输出值。

在第一个`always`块中，当输入的地址值`in`发生变化时，将`in`赋值给`addr`寄存器，并从`ram`中读取对应的输出值存储到`data`寄存器中。

在第二个`always`块中，当时钟信号`clk`的上升沿到来时，将`data`寄存器中的值存储到`ram`数组中对应的地址位置上。

最后，使用`assign`语句将`data`输出到`out`端口上，完成11进4出的LUT查找表的实现。

verilog 查找表

### Verilog 实现查找表

在FPGA设计中，查找表（Look-Up Table, LUT）是一种非常重要的资源。LUT可以用来实现组合逻辑函数，在Verilog中可以通过ROM的方式模拟LUT的行为。

对于小型查找表来说，可以直接利用case语句或if-else结构来定义输入到输出之间的映射关系[^3]。下面是一个简单的8位二进制数对应的十进制数值转换的例子：

module lut_example (
    input [2:0] addr,
    output reg [7:0] data_out
);
always @(*) begin
    case(addr)
        3'b000 : data_out = 8'd0;
        3'b001 : data_out = 8'd1;
        3'b010 : data_out = 8'd2;
        3'b011 : data_out = 8'd3;
        3'b100 : data_out = 8'd4;
        3'b101 : data_out = 8'd5;
        3'b110 : data_out = 8'd6;
        3'b111 : data_out = 8'd7;
        default : data_out = 8'hFF; // 错误处理，默认值设为全高电平
    endcase
end
endmodule

此模块接受一个三位地址作为索引，并返回预存的数据给`data_out`信号。当接收到非法地址时，则设置默认输出为全‘1’表示错误状态。

更复杂的应用场景下可能涉及到更大规模的LUT，这时就需要考虑使用BRAM（Block RAM），即嵌入式的RAM块来进行实现了。不过这超出了当前讨论范围。