Compuertas XOR XNOR

Parte de la sección Fundamentos del Journey de Verilog de Coddy — lección 41 de 90.

Esta lección cubre dos puertas lógicas adicionales: XOR (OR exclusivo) y XNOR (NOR exclusivo). Estas puertas son útiles para comparar bits y para el control de paridad.

Compuerta XOR

La compuerta XOR devuelve 1 cuando las entradas son diferentes.

Tabla de verdad (2 entradas):

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

Primitiva de compuerta Verilog:

xor(out, a, b);

Equivalente de asignación continua:

assign out = a ^ b;

Compuerta XNOR

La compuerta XNOR produce una salida de 1 cuando las entradas son iguales. Es lo opuesto a XOR.

Tabla de verdad (2 entradas):

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

Primitiva de compuerta Verilog:

xnor(out, a, b);

Equivalente de asignación continua:

assign out = a ~^ b;   // o ~(a ^ b)

Entradas Múltiples

Las compuertas XOR y XNOR pueden tener más de 2 entradas. La salida es:

XOR: 1 si un número impar de entradas son 1
XNOR: 1 si un número par de entradas son 1

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

Ejemplo (XOR de 3 entradas):

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

Usos comunes

Uso	Ejemplo
Comparar si dos bits son diferentes	`xor(diff, a, b)`
Comparar si dos bits son iguales	`xnor(same, a, b)`
Generación de paridad (número impar de 1s)	`xor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`
Comprobación de paridad (número par de 1s)	`xnor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`

Ejemplo de código

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

Tabla de resumen

Compuerta	Salida 1 cuando	Primitiva	Operador
XOR	Las entradas son diferentes	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	Las entradas son iguales	`xnor(out, a, b)`	`~^`

Desafío

Añade las primitivas de puerta que faltan basándote en las tareas.

Qué hacer:

Crea una puerta XOR con la salida xor_result y las entradas x e y
Crea una puerta XNOR con la salida xnor_result y las entradas x e y

Hoja de referencia

XOR produce 1 cuando las entradas son diferentes. XNOR produce 1 cuando las entradas son iguales.

Puerta	Salida 1 cuando	Primitiva	Operador
XOR	Las entradas son diferentes	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	Las entradas son iguales	`xnor(out, a, b)`	`~^`

Para múltiples entradas: XOR produce 1 si un número impar de entradas son 1; XNOR produce 1 si un número par de entradas son 1.

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

Pruébalo tú mismo

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

endmodule