Operadores lógicos

Parte de la sección Fundamentos del Journey de Verilog de Coddy — lección 24 de 90.

Los operadores lógicos trabajan sobre valores completos y devuelven un único resultado: 1 (verdadero) o 0 (falso). A diferencia de los operadores bit a bit que trabajan bit por bit, los operadores lógicos tratan el valor completo como verdadero (distinto de cero) o falso (cero).

Tipo	Ejemplo	Resultado
AND bit a bit	`4'b1010 & 4'b1100`	`4'b1000` (múltiples bits)
AND lógico	`(4'b1010 && 4'b1100)`	`1` (bit único)

Operadores lógicos disponibles

Operador	Significado	Descripción
`&&`	AND lógico	Verdadero si ambos operandos son verdaderos (distintos de cero)
`\|\|`	OR lógico	Verdadero si al menos uno de los operandos es verdadero
`!`	NOT lógico	Verdadero si el operando es falso (cero)

Cómo funcionan

AND lógico (&&):

(5 && 3)   // 1 (ambos son distintos de cero)
(5 && 0)   // 0 (el segundo es cero)
(0 && 0)   // 0 (ambos son cero)

OR lógico (||):

(5 || 3)   // 1 (al menos uno distinto de cero)
(5 || 0)   // 1 (primero distinto de cero)
(0 || 0)   // 0 (ambos son cero)

NOT lógico (!):

!5         // 0 (distinto de cero se convierte en falso)
!0         // 1 (cero se convierte en verdadero)

Ejemplo de código

module logical_demo;
  reg a, b;
  reg and_res, or_res, not_res;
  
  initial begin
    a = 5;
    b = 0;
    
    and_res = (a && b);   // 5 && 0 = 0
    or_res  = (a || b);   // 5 || 0 = 1
    not_res = !a;         // !5 = 0
    
    $display("5 && 0 = %d", and_res);
    $display("5 || 0 = %d", or_res);
    $display("!5     = %d", not_res);
    $finish;
  end
endmodule

Salida:

5 && 0 = 0
5 || 0 = 1
!5     = 0

Uso Común

Los operadores lógicos se utilizan en sentencias if y condiciones:

if (a && b)           // Verdadero si tanto a como b son distintos de cero
  $display("Both true");

if (a || b)           // Verdadero si al menos uno es distinto de cero
  $display("At least one true");

if (!reset)           // Verdadero cuando reset es 0
  $display("Reset is inactive");

Desafío

Escribe las expresiones lógicas correctas para cada tarea.

Qué hacer:

Comprueba si value1 Y value2 son ambos verdaderos y almacénalo en and_out
Comprueba si value1 O value2 es verdadero y almacénalo en or_out
Comprueba si value1 es falso y almacénalo en not_out

Hoja de referencia

Los operadores lógicos tratan los valores completos como verdaderos (distintos de cero) o falsos (cero), devolviendo un resultado de un solo bit.

Operador	Significado	Resultado
`&&`	AND lógico	`1` si ambos operandos son distintos de cero
`\|\|`	OR lógico	`1` si al menos un operando es distinto de cero
`!`	NOT lógico	`1` si el operando es cero

(5 && 3)  // 1
(5 && 0)  // 0
(5 || 0)  // 1
(0 || 0)  // 0
!5        // 0
!0        // 1

En comparación con los operadores bit a bit, los operadores lógicos colapsan el valor completo:

4'b1010 &  4'b1100  // 4'b1000 (bit a bit, múltiples bits)
4'b1010 && 4'b1100  // 1       (lógico, un solo bit)

Comúnmente utilizados en condiciones:

if (a && b)   // verdadero si ambos son distintos de cero
if (a || b)   // verdadero si al menos uno es distinto de cero
if (!reset)   // verdadero cuando reset es 0

Pruébalo tú mismo

module logical_challenge;
  reg [3:0] value1, value2;
  reg and_out, or_out, not_out;
  
  initial begin
    value1 = 4'd12;
    value2 = 4'd5;
    
    and_out = ______;   // value1 && value2
    or_out  = ______;   // value1 || value2
    not_out = ______;   // !value1
    
    $display("%d && %d = %d", value1, value2, and_out);
    $display("%d || %d = %d", value1, value2, or_out);
    $display("!%d     = %d", value1, not_out);
    $finish;
  end
endmodule