Opérateurs logiques

Fait partie de la section Fondamentaux du Journey Verilog de Coddy — leçon 24 sur 90.

Les opérateurs logiques agissent sur des valeurs complètes et renvoient un résultat unique : 1 (vrai) ou 0 (faux). Contrairement aux opérateurs bit à bit qui travaillent bit par bit, les opérateurs logiques traitent la valeur entière comme étant soit vraie (non nulle), soit fausse (zéro).

Type	Exemple	Résultat
ET bit à bit	`4'b1010 & 4'b1100`	`4'b1000` (plusieurs bits)
ET logique	`(4'b1010 && 4'b1100)`	`1` (bit unique)

Opérateurs logiques disponibles

Opérateur	Signification	Description
`&&`	ET logique	Vrai si les deux opérandes sont vrais (non nuls)
`\|\|`	OU logique	Vrai si au moins un opérande est vrai
`!`	NON logique	Vrai si l'opérande est faux (zéro)

Comment ils fonctionnent

ET logique (&&) :

(5 && 3)   // 1 (les deux sont non nuls)
(5 && 0)   // 0 (le second est nul)
(0 && 0)   // 0 (les deux sont nuls)

OU logique (||) :

(5 || 3)   // 1 (au moins un non nul)
(5 || 0)   // 1 (premier non nul)
(0 || 0)   // 0 (les deux sont nuls)

NON logique (!) :

!5         // 0 (une valeur non nulle devient faux)
!0         // 1 (zéro devient vrai)

Exemple de code

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

Sortie :

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

Utilisation courante

Les opérateurs logiques sont utilisés dans les instructions if et les conditions :

if (a && b)           // Vrai si a et b sont tous deux non nuls
  $display("Both true");

if (a || b)           // Vrai si au moins l'un d'entre eux est non nul
  $display("At least one true");

if (!reset)           // Vrai quand reset est à 0
  $display("Reset is inactive");

Défi

Écrivez les expressions logiques correctes pour chaque tâche.

Ce qu'il faut faire :

Vérifiez si value1 ET value2 sont tous deux vrais et stockez le résultat dans and_out
Vérifiez si value1 OU value2 est vrai et stockez le résultat dans or_out
Vérifiez si value1 est faux et stockez le résultat dans not_out

Aide-mémoire

Les opérateurs logiques traitent les valeurs entières comme vraies (non nulles) ou fausses (zéro), renvoyant un résultat sur un seul bit.

Opérateur	Signification	Résultat
`&&`	ET logique	`1` si les deux opérandes sont non nuls
`\|\|`	OU logique	`1` si au moins un opérande est non nul
`!`	NON logique	`1` si l'opérande est nul

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

Par rapport aux opérateurs bit à bit, les opérateurs logiques réduisent l'ensemble de la valeur :

4'b1010 &  4'b1100  // 4'b1000 (bit à bit, plusieurs bits)
4'b1010 && 4'b1100  // 1       (logique, un seul bit)

Couramment utilisé dans les conditions :

if (a && b)   // vrai si les deux sont non nuls
if (a || b)   // vrai si au moins un est non nul
if (!reset)   // vrai quand reset est 0

Essayez vous-même

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