بوابات XOR و XNOR

جزء من قسم الأساسيات في رحلة Verilog على Coddy — الدرس 41 من 90.

يتناول هذا الدرس بوابتين منطقيتين إضافيتين: XOR (أو الحصرية) و XNOR (NOR الحصرية). تفيد هاتان البوابتان في مقارنة البتات والتحقق من التكافؤ (parity checking).

بوابة XOR

تعطي بوابة XOR القيمة 1 عندما تكون المدخلات مختلفة.

جدول الحقيقة (مدخلان):

a	b	out
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

عنصر البوابة المبدئي في Verilog:

xor(out, a, b);

المكافئ للتعيين المستمر (Continuous assignment):

assign out = a ^ b;

بوابة XNOR

تعطي بوابة XNOR الخرج 1 عندما تكون المدخلات same (متماثلة). وهي عكس بوابة XOR.

جدول الحقيقة (بمدخلين):

a	b	out
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

العنصر الأولي للبوابة في Verilog:

xnor(out, a, b);

مكافئ الإسناد المستمر:

assign out = a ~^ b;   // أو ~(a ^ b)

مدخلات متعددة

يمكن لبوابات XOR و XNOR أن تحتوي على أكثر من مدخلين (2). يكون الخارج (output):

XOR: 1 إذا كان عدد المدخلات التي قيمتها 1 فردياً
XNOR: 1 إذا كان عدد المدخلات التي قيمتها 1 زوجياً

xor(out, a, b, c);      // XOR بـ 3 مدخلات
xnor(out, p, q, r, s);  // XNOR بـ 4 مدخلات

مثال (XOR بثلاثة مدخلات):

a	b	c	out
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

الاستخدامات الشائعة

الاستخدام	مثال
مقارنة ما إذا كان بتّان مختلفين	`xor(diff, a, b)`
مقارنة ما إذا كان بتّان متماثلين	`xnor(same, a, b)`
توليد التكافؤ (عدد فردي من 1)	`xor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`
فحص التكافؤ (عدد زوجي من 1)	`xnor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`

مثال على الكود

module xor_xnor_demo (
  input a, b,
  output xor_out,
  output xnor_out
);
  xor(xor_out, a, b);
  xnor(xnor_out, a, b);
endmodule

جدول الملخص

Gate	الـ Output يساوي 1 عندما	Primitive	المعامل
XOR	المدخلات مختلفة	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	المدخلات تكون same	`xnor(out, a, b)`	`~^`

التحدي

قم بـ `Add` بوابات primitives المفقودة بناءً على المهام.

ما يجب القيام به:

أنشئ بوابة `XOR` بـ `output` يسمى xor_result و `input` هما x و y
أنشئ بوابة `XNOR` بـ `output` يسمى xnor_result و `input` هما x و y

جرّب بنفسك

module xor_xnor_challenge (
  input x,
  input y,
  output xor_result,
  output xnor_result
);
  
  // TODO: أضف بوابة XOR (xor_result = x ^ y)
  
  // TODO: أضف بوابة XNOR (xnor_result = x ~^ y)

endmodule