组合逻辑硬件建模设计（一）逻辑门 一个高效的RTL工程是在最佳设计约束下工作，并使用最少数量的逻辑门。...--By suisuisi 组合逻辑和时序逻辑是数字电路重要组成部分，接下来将分为2~3篇文章介绍组合逻辑设计。 组合逻辑简介 组合逻辑通过逻辑门实现，在组合逻辑中，输出是当前输入的函数。...综合的双输入异或逻辑如图2.6所示；异或逻辑门的输入端口命名为“a_in”、“b_in”，输出端口命名为“y_out” 如果库中没有XOR单元，则使用AND-OR-Invert或使用最少数量的NAND门来实现...示例2.6双输入异或XOR逻辑的可合成Verilog代码。注：异或门可以使用两个输入与非门实现。实现两个输入异或门所需的两个输入与非门的数量等于4。...如果库中没有XNOR单元，则使用AND-OR-Invert或使用最少数量的NAND或NOR门来实现XNOR逻辑。实现2输入XNOR门至少需要5个2输入NAND门。
基本门级元件（Primitive : 原语） 多输入门：and、nand、or、nor、xor、xnor 只有单个输出, 1个或多个输入 多输出门：not、buf 允许有多个输出, 但只有一个输入...Gate_ name (OutputA, Input1, Input2,…, InputN); Gate_ name共6个： and、nand、or、nor、xor、xnor 特点...（异或门） L = A ^ B xnor（同或门） L = A ~^ B 基本门的调用方法举例： and A1（out，in1，in2，in3）； xnor NX1（out，in1，in2...，in3，in4）； 对基本门级元件，调用名A1、NX1可以省略。...buf B1（out1，out2，…，in）； buf真值表 not N1（out1，out2，…，in）； not真值表 三态门 有一个输出、一个数据输入和一个输入控制。
移位寄存器链的多个抽头用作XOR或XNOR门的输入。然后，此门的输出用作对移位寄存器链开始的反馈，因此用作LFSR中的反馈。例如5bit的LFSR的一种形式： ?...您可以通过了解XOR门的位置以及当前模式来确定下一个状态。当抽头使用XOR门时，全0的模式不会出现。由于0与0异或将始终产生0，因此LFSR将停止运行。 当抽头使用XNOR门时，全1的模式将不会出现。...因此，只有一种模式无法使用LFSR表示。当使用XOR门时，该模式全为0，而使用XNOR门作为您的反馈门时全为1。VHDL和Verilog代码创建所需的任何N位宽的LFSR。...因此，对于3位，需要2^3-1 = 7个时钟来运行所有可能的组合; 对于4位：2^4-1 = 15; 对于5位：2^5-1 = 31，依此类推。...至于仿真文件中对仿真输入设计的也十分简单，就是单纯让种子为0，也即初始值为0，之后进行反馈移位操作。
解析：一个与门，但输入in2需要取反。...解析：如上图所示， 一个异或门，一个同或门，我声明一个wire型的temp来存放同或门的输出。...b out_xnor: a xnor b out_anotb: a and-not b 解析： (本次练习期望仅使用七行语句) //Module Declaration module top_module...牛刀小试 7420 chip是拥有两组4输入的与非门芯片，本练习需要构造一个与7420 chip功能一样的电路，拥有8个输入与2个输出。 ?...解析：7420 chip的电路很简单，仅有两个4输入的与非门，两条assign语句便可实现。
4.4.2 实现异或/同或门(XOR/XNOR) 在4.4.1小节中发现，实现与或非门只需要输入层和输出层，不需要隐藏层，也就是说与或非问题是线性可分的。...图4-9 异或/同或问题 在数字逻辑中我们知道可以利用与或非门搭出异或/同或门，那是因为有如下运算法则， a XOR b = ((NOT a) AND b) OR (a AND (NOT b)); a...XNOR b = NOT (a XOR b) = (a AND b) OR ((NOT a) AND (NOT b)) 既然我们用神经网络实现了与或非门，那么也有理由可以实现异或和同或门，图4-10以实现同或门为例...假设我们需要识别一张图片是行人，汽车，摩托车，还是卡车，也就是有4种类别。所以我们设计如图4-10所示的神经网络。...至于预测时的结果分析和Logistic回归模型中使用的One-vs-all类似，不再重复。
或or 具有2个或更多输入和1个输出的或门 或非门nor 具有2个或更多输入和1输出的或非门 异或门xor 具有2个或更多输入和1输出的异或门 异或非门是xnor 具有2个或更多输入和1输出的异或非门...例如，and原语可以表示2输入、3输入或4输入与门，如下所示： and i1{o1，a，b）；//2-输入与门 and i2（o2，a，b，c}；//3-输入与门 and i3{o3，a，b，c，d）；...//4-输入与门 原语的实例名称虽然是可选的，但它是良好的代码注释，它使维护代码和将SystemVerilog源代码与示意图或设计的其他表示形式联系起来变得容易。...ASIC和FPGA供应商使用这种精度对特定设备的详细行为进行建模。 门级模型通常由软件工具或专门从事库开发的工程师生成。在RTL级别设计的设计工程师很少（如果有的话）使用门级原语建模。...查看示例1-1中的门级模型并识别模型所代表的内容可能很困难，尤其是在没有注释和有意义的名称的情况下。但是，查看示例1-2中RTL模型中的代码并认识到该功能是一个加法器要容易得多。
低电平和高电平 一般来说，0-2伏的电压属于低电平，用二进制数字0表示，2-5伏的电压属于高电平，用二进制数字1表示 门和电路 门：对电信号执行基本运算的设备，接受一个或多个输入信号，生成一个输出信号。...或(OR)门 异或(XOR)门 与非(NAND)门 或非(NOR)门 非门 非门的逻辑框图符号是一个末端具有小圆圈的三角形（这个小圆圈叫做求逆泡） 与门 与门当且仅当两个输入是1的时候，输出是1...或门 或门当且仅当两个输入为0的时候，输出为0，否则为1 异或门 异或门两个输入相同，那么它输出0 两个输入不同，就输出1 与非门和或非门 与非门 或非门 与非门和或非门分别是与门和或门求逆之后的结果...最右边的位的进位输入为0，最左边的位的进位输出将被舍弃（通常会生成溢出错误） 多路复用器 多路复用器：使用一些输入控制信号决定用哪条输入数据线发送输出信号的电路。...多路复用器根据称为 选择信号 或者 选择控制线 的输入信号决定选择用哪个输入信号作为输出信号 集成电路 集成电路：嵌入了多个门的硅片 集成电路是根据他们包含的门数分类的。
FPGA的特殊之处在于它是可编程的硬件：您可以重新定义每个逻辑块及其之间的连接，用来构建复杂的数字电路，而无需物理上连接各个门和触发器，也不必花费设计专用集成电路的费用。...在这种情况下，结果是所需的值 A XOR B XOR C。通过在查找表中放置不同的值，可以根据需要更改逻辑功能。 使用查找表实现XOR 每个多路复用器都是通过晶体管来实现的。...当时钟为低电平时，第一个多路复用器让数据进入主锁存器。当时钟变高时，多路复用器关闭第一个锁存器的环路，并保持该值。（该位通过“或”门，“与非”门和反相器两次反转，因此保持不变。）...例如，引脚 1 可以连接到引脚 3，但无法连接到引脚 2 或 4。这使得矩阵几乎是一个横栏，有20个潜在的连接，而不是28个。...CLB的输入在位流中使用的编码方案示意图 最多只能将一个节点配置为输入，因为将两个信号连接到同一输入将使它们短路。使用多路复用器选择所需的输入。
4. XNOR-Networks 前面的BNN只是将权重W的值用二值表示，而下面要引入的XNOR-Networks不仅将权重W用二值表示，并且也将输入用二值表示。...XNOR即同或门，假设输入是0或1，那么当两个输入相同时输出为1，当两个输入不同时输出为0。...然后我们知道卷积就是使用卷积核去点乘输入的某个区域获得最后的特征值，这里假设输入为X，卷积核是W，那么我们就希望得到使得下式成立： ? 即用近似输入X，另外： ? 然后就有了下面这个优化等式： ?...根据前面和的计算公式，可以得到C和的计算公式： ? ? 这里因为和是相互独立的，所以 可以直接拆开。 「上面两个等式右边的结果就是4个参数的最优解。」 下面的Figure2展示了具体的二值化操作。...即如果两个二值矩阵之间的点乘可以将点乘换成XNOR-Bitcounting操作，「将32位float数之间的操作变成1位的XNOR门操作，这就是加速的核心点」。 ?
门电路的基本原理 逻辑门是数字电路的基本组成部分，门是一个电子设备，用于计算二值信号上的函数，常使用晶体管组合而成。 逻辑门的输入被设计仅接收电压输入二进制数据(低 0 或高 1)。...通过组合逻辑门，我们可以设计许多特定的电路，如触发器、锁存器、多路复用器、移位寄存器等。 晶体管(三极管，transistor) 现在集成电路中通常使用 MOS 晶体管。...真值表 输入 A 输入 B 输出 Y 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 逻辑函数表示 Y= A+B 注意: 实际使用 或非门 与 非门 结合成 或门。...异或门(XOR gate) 有两个输入，有一个输出。...把最高位的进位输入和最高位的进位输出连接一个 XOR 就可以判断 overflow。
用6减去4得到2，这看起来很简单。但如果想用计算机进行这样的运算，那么你需要首先定义6、4、2，减法操作，以及如何进行检查以确保正确。即使得到最简单的结果也需要用到大量的逻辑。...芯片具备内建的功能，可以完成被称作逻辑门的简单操作。一种逻辑门在输入1时会输出0，反之亦然。这被称作非门。另一种逻辑门在输入两个1时会输出1，在输入一个1和一个0时会输出0。这被称作与非门。...他们甚至使用了微软HoloLens。 通过逻辑门来提高人工智能系统的效率，他们将这一技术称作XNOR.ai。 这不是一种神奇的技术，而是在效率和准确性之间做出的平衡。...分拆独立 XNOR.ai的技术可以用于许许多多的应用，例如安防摄像头等低端设备的对象识别，用手机去分类和标记图像，准确的方言识别和合成，以及其他需要大量使用CPU的任务。...作为非营利机构，AI2在进行授权和技术支持工作时并不方便。因此XNOR.ai被分拆成为了一家同名的公司。
XOR XOR 就像普通 OR，但有一个区别：如果 2 个输入都是 true，XOR 输出 false。想要 XOR 输出 true ，一个输入必须是 true，另一个必须是 false。...用晶体管实现 XOR 门有点烧脑子，但我可以展示一下。 怎么用前面提到的 3 种门来做 XOR 门。我们有 2 个输入，A 和 B ，还有 1 个输出。我们先放一个 OR 门....因为 OR 和 XOR 的逻辑表很像，只有 1 个问题 - 当 A 和 B 都是 true 时 ， OR 的输出和想要的 XOR 输出不一样，我们想要 false。 XOR 超有用的，我们下次再说它。...不用担心 XOR 具体用了几个门，这几个门又是怎么用晶体管拼的，或电子是怎么流过半导体的。...逻辑门 再次向上抽象，工程师设计处理器时，很少在晶体管的层面上思考，而是用更大的组件，比如逻辑门，或者由逻辑门组成的更大组件，我们以后会讲。
这是合理的，因为 Verilog 最初是为建模和模拟逻辑门而创建的。事实上，Verilog 具有内置原语或低级逻辑门，因此设计人员可以在 Verilog 代码中实例化原语，而 VHDL 则没有。...Verilog 的门基元：and、nand、or、nor、xor、xnor、buf、not、bufif0、notif0、bufif1、notif1、pullup、pulldown。...Verilog 中一些低级内置门基元的 VHDL 等效项可以通过使用逻辑运算符如 NOT、AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR 来实现。...VHDL 允许设计人员根据预定义的 VHDL 数据类型定义不同的类型；对于可能使用许多不同数据类型的复杂和高级系统来说，这是一个很好的功能。...重要的是要记住，在编码时始终考虑逻辑门或硬件以开发硬件编码思维，而在使用 Verilog 和 VHDL 编码时忘记软件编程思维，这一点非常重要。 ? 详细对比 ?
：输入都为0时，输出为1 异或：输入不相同时，输出为1 同或：输入相同时，输出为1 与非NAND 与非门（英语：NAND gate）是数字逻辑中实现逻辑与非的逻辑门。...若输入均为高电平（1），则输出为低电平（0）；若输入中至少有一个为低电平（0），则输出为高电平（1）。与非门是一种通用的逻辑门，因为任何布尔函数都能用与非门实现。...输入A 输入B 输出A NAND B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 或非NOR 或非门（英语：NOR gate）是数字逻辑中实现逻辑或非的逻辑门，功能见右侧真值表。...若两个输入的电平相异，则输出为高电平（1）；若两个输入的电平相同，则输出为低电平（0）。 这一函数能实现模为2的加法，因此，异或门可以实现计算机中的二进制加法。...真值表： A B A⊕B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 同或XNOR 同或门（英语：XNOR gate，偶尔写作ENOR gate、ExNOR gate，在Intel处理器中，
0时，输出为1异或：输入不相同时，输出为1同或：输入相同时，输出为1与非NAND与非门（英语：NAND gate）是数字逻辑中实现逻辑与非的逻辑门。...图片真值表：只有在A和B都为1时，结果才为1。输入A输入B输出A NAND B001011101110或非NOR或非门（英语：NOR gate）是数字逻辑中实现逻辑或非的逻辑门，功能见右侧真值表。...图片真值表：ABY=A+BY=A NOR B0001011010101110异或XOR异或门（英语：Exclusive-OR gate，简称XOR gate，又称EOR gate、ExOR gate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门...若两个输入的电平相异，则输出为高电平（1）；若两个输入的电平相同，则输出为低电平（0）。这一函数能实现模为2的加法，因此，异或门可以实现计算机中的二进制加法。半加器是由异或门和与门组成的。...图片真值表：ABA⊕B000011101110同或XNOR同或门（英语：XNOR gate，偶尔写作ENOR gate、ExNOR gate，在Intel处理器中，此项功能被命名为"test"），又称异或非门
真值表是根据输入和输出描述功能的表。通过查看“与”门的真值表可以最好地证明这一点。 2输入与门表示与门具有2个输入和1个输出。这些值中的每一个都可以具有值0或1，并且输出值取决于2个输入值。...或门符号 或门具有2个输入和1个输出。当两个输入值中的任意一个为1时，输出均为1。以下是“或”门的真值表。...异或门符号 XOR（异或）门表示XOR（异或）门具有2个输入和1个输出。当两个输入值不同时，输出为1。以下是XOR门的真值表。...，XOR和NAND门的工作方式。...因此，对于一个输入，有2个输出可能性，对于2个输入，有4个输出可能性，对于3个输入，有8个输出可能性，等等。在数学上，这可以表示为2 ^ （输入的数量）。现在让我们再看一个具有三个输入的示例。
逻辑单元是执行AND、OR、XOR或补码运算。下表7.2描述了不同的逻辑操作。通过使用一个输入A0和另一个输入逻辑“1”的加法器执行补码运算。...下面示例描述了从输入A0和B0到多路复用器数据输入的数据路径，控制路径是多路复用器“S1”和“S0”的控制线。如图7.2所示，逻辑单元一次执行所有操作，其中一个操作结果的结果为“F0”。...图7.3所示为使用8位逻辑单元的full-case结构的综合逻辑。如上图所示，它推断出具有多路复用逻辑的逻辑门。在实际场景中，建议使用加法器作为公共资源来实现逻辑和算术单元。...如果所有输入都是在时钟的活动边缘上采样的数据，并且所有输出都是在时钟的活动边缘上寄存器和捕获的，那么该设计可以更好地分析寄存器到寄存器的时序路径。...该逻辑使用全加器作为执行加法和减法运算的部件。使用2的补码加法执行减法。综合逻辑还包括多路复用器4:1，根据操作码在全加器的一个输入端传递所需的操作数。
4.1 反相器inv 4.2 缓冲器buffer 4.3 两输入与门and2 4.4 两输入或门or2 4.5 四输入的mux mux4 4.6 一位全加器 fa IC/FPGA大疆笔试题分析(预分析...多路复用器的功能简单来说就是完成数据通道的复用，以节省数据通道的个数，即根据控制输入端口的情况，选择多个数据输入端口中的一个和输出端口进行连接，请注意，同一个时刻仅有一个数据输入端口能够连接到输出端口，...多路复用器属于小规模集成组合逻辑单元，它的实现方式很多，以MUX2IN1为例，可以利用与、或、非门实现如下： ? 也可以用三态门实现： ?...所谓，用Verilog做设计时，要心中有电路，这是和C的一个区别。...这种波形产生题目，只给一个输入时钟，让你画出输出波形，有的题目还会这些出，给你一个时钟，和一个输入输出，让你设计电路实现，大同小异。
其他ASIC供应商为ASIC提供技术，但将制造和生产留给其他公司。 大多数ASIC技术使用标准单元（standard cells），这些单元是预先设计的逻辑块，由一到几个逻辑门组成。...4、综合，将RTL功能映射到适合目标ASIC类型的标准单元。综合的输出称为门级网表（gate-level netlist），该综合过程在后面有更详细的描述。...通常，扫描链插入到工具中以增加设计的可测试性。 7、Place and route（放置和布线）软件计算如何在实际硅中布局，以及如何布线。...典型的CLB可能包含一个或多个查找表（LUT）、一些多路复用器（MUX）和存储元件（如D型触发器）。大多数FPGA中的查找表都是用逻辑运算（如AND、OR和XOR）编程的小型RAM。...从LUT中选择所需的操作允许以多种方式使用CLB，从简单的AND或XOR门到更复杂的组合功能。某些FPGA中的CLB还可能具有其他功能，例如加法器。
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