シフト演算子
CoddyのVerilogジャーニー「基礎」セクションの一部。レッスン 26/90。
シフト演算子は、ベクトル内のビットを左または右に移動します。
使用可能なシフト演算子
| 演算子 | 演算 | 説明 |
|---|---|---|
<< | 論理左シフト | ビットを左にシフトし、0で埋めます |
>> | 論理右シフト | ビットを右にシフトし、0で埋めます |
<<< | 算術左シフト | 論理左シフトと同じです |
>>> | 算術右シフト | 右にシフトし、符号ビットを保持します |
仕組み
左シフト（<<）：
8'b00001010 << 2 = 8'b00101000ビットが左に移動します。右側はゼロで埋められます。
右シフト（>>）：
8'b00001010 >> 2 = 8'b00000010ビットが右に移動します。左側はゼロで埋められます。
コード例
module shift_demo;
reg [7:0] original, left_shift, right_shift;
initial begin
original = 8'b00001010;
left_shift = original << 2; // 00001010 → 00101000
right_shift = original >> 2; // 00001010 → 00000010
$display("original = %b", original);
$display("<< 2 = %b", left_shift);
$display(">> 2 = %b", right_shift);
$finish;
end
endmodule出力:
original = 00001010
<< 2 = 00101000
>> 2 = 00000010算術右シフト (>>>)
符号付き数値の場合、算術右シフトは符号ビットを保持します。
reg signed [7:0] a;
a = -5; // 11111011
a >>> 2 = 11111110 // Still negative論理シフト（>>）では、空いたビットがゼロで埋められ、符号が失われます。
一般的な用途
2 のべき乗を掛ける（左シフト）：
x << 1 // Multiply by 2
x << 2 // Multiply by 4
x << 3 // Multiply by 82の累乗で割る（右シフト）：
x >> 1 // Divide by 2
x >> 2 // Divide by 4
x >> 3 // Divide by 8フィールドを抽出する：
// Get bits 5-2 from an 8-bit value
field = (data >> 2) & 4'b1111;
チャレンジ
各タスクに合ったシフト式を書いてください。
やること：
aを3ビット左にシフトし、left_resultに格納しますaを1ビット右にシフトし、right_resultに格納しますbを2ビット右に（算術）シフトし、arith_resultに格納します
自分で試してみよう
module shift_challenge;
reg [7:0] a;
reg signed [7:0] b;
reg [7:0] left_result, right_result;
reg signed [7:0] arith_result;
initial begin
a = 8'b00010001;
b = -8'sd16; // 2進数で11110000
left_result = ______; // aを左に3ビットシフト
right_result = ______; // aを右に1ビットシフト
arith_result = ______; // bを右に2ビット算術シフト
$display("a = %b", a);
$display("a << 3 = %b", left_result);
$display("a >> 1 = %b", right_result);
$display("b = %b", b);
$display("b >>> 2 = %b", arith_result);
$finish;
end
endmodule
腕試しこのレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。
基礎のすべてのレッスン
自分で練習してみよう: Verilogオンラインコンパイラ