rotation - Verilog 枪管移位器

Question

我想在 verilog 中创建一个 64 位桶形移位器（现在旋转）。我想知道是否有办法在不写 65 部分案例陈述的情况下做到这一点？有没有办法编写一些简单的代码，例如：

    Y = {S[i - 1:0], S[63:i]};

我在 Xilinx 中尝试了上面的代码并得到一个错误：i is not a constant。

主要问题：有没有办法在没有大量案例陈述的情况下做到这一点？

Answer 1

为了清楚起见，我简化了一些规则，但这里是细节。

在声明中

Y = {S[i - 1:0], S[63:i]};

您有两个信号的串联，每个信号都有一个恒定的部分选择。常量部分选择的形式为

标识符 [ 常量表达式 : 常量表达式 ]

但是您的代码将变量用于第一个表达式。如您所见，这是不允许的，但您是正确的，因为有一些方法可以避免键入大的 case 语句。您可以使用的是带索引的零件选择。这些是形式

标识符 [ 表达式 +: 常量表达式 ]

标识符 [ 表达式 -: 常量表达式 ]

这些构造强制生成信号的宽度是恒定的，而不管左侧的变量如何。

wire [HIGH_BIT:LOW_BIT] signalAdd,signaSub;
signalAdd[some_expression +: some_range];
signalSub[some_expression -: some_range];
//Resolves to
signalAdd[some_expression + (some_range - 1) : some_expression];
signalSub[some_expression                    : some_expression - (some_range - 1)];

//The location of the high value depends on how the signal was declared:
wire [15: 0] a_vect;
wire [0 :15] b_vect;
a_vect[0 +: 8] // a_vect[7 : 0]
b_vect[0 +: 8] // b_vect[0 : 7]

您可以简单地将输入信号扩展到 128 位，并从中使用可变的部分选择，而不是尝试从两个部分选择中构建一个信号。

wire [63:0] data_in,data_out;
wire [127:0] data_in_double;
wire [5:0] select;

//Concatenate the input signal
assign data_in_double = {data_in,data_in};

//The same as signal[select + 63 : select]
assign data_out = data_in_double[select+63-:64];

您可以使用的另一种方法是生成循环。这是基于变量复制代码的更通用方法。它的效率要低得多，因为它会创建 4096 个信号。

wire [63:0] data_in,data_out;
wire [127:0] data_in_double;
wire [5:0] select;
wire [63:0] array [0:63];
genver i;

//Concatenate the input signal
assign data_in_double = {data_in,data_in};
for(i=0;i<64;i=i+1)
  begin : generate_loop
  //Allowed since i is constant when the loop is unrolled
  assign array[i] = data_in_double[63+i:i];
  /*
  Unrolls to 
  assign array[0] = data_in_double[63:0];
  assign array[1] = data_in_double[64:1];
  assign array[2] = data_in_double[65:2];
  ...
  assign array[63] = data_in_double[127:64];
  */
  end

//Select the shifted value
assign data_out = array[select];

Answer 2

我发现做到这一点的最好方法是找到一种模式。当您想向左旋转 8 位信号 1 位（8'b00001111 << 1）时，结果是 = 8'b00011110），当您想向左旋转 9 位（8'b00001111 << 9）时，结果是相同的= 8'b00011110，并且还旋转了 17 个位置，这减少了您下一张桌子的可能性：

所以如果你看，表上所有数字的树第一位相当于旋转 1 个位置 (1,9,17,25...249) 等于 001 (1)

表上所有数字的树第一位相当于旋转 6 个位置 (6,14,22,30...254) 等于 110 (6)

因此您可以应用掩码 (8'b00000111) 通过将所有其他位设为零来确定正确的移位数：

reg_out_temp <= reg_in_1 << (reg_in_2 & 8'h07);

reg_out_temp应该是 reg_in_1 的双倍，在这种情况下 reg_out_temp应该是 16 位，而 reg_in_1 应该是 8 位，因此当您移动数据时，您可以将携带的位转移到另一个字节，这样您就可以使用 OR 表达式将它们组合起来：

reg_out <= reg_out_temp[15:8] | reg_out_temp[7:0]；

所以通过两个时钟周期，你就有了结果。对于 16 位旋转，您的掩码应为 8'b00011111 (8'h1F)，因为您的移位从 0 变为 16，并且您的临时寄存器应为 32 位。