XOR XNOR Gates

CoddyのVerilogジャーニー「基礎」セクションの一部。レッスン 41/90。

このレッスンでは、2つの追加の論理ゲート、XOR（排他的論理和）とXNOR（排他的否定論理和）について学びます。これらのゲートは、ビットの比較やパリティチェックに役立ちます。

XORゲート

XORゲートは、入力が異なるときに1を出力します。

真理値表（2入力）:

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

Verilog ゲートプリミティブ：

xor(out, a, b);

連続代入に相当するもの：

assign out = a ^ b;

XNORゲート

XNORゲートは、inputがsameのときに1をoutputします。これはXORの反対です。

真理値表（2入力）：

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

Verilog ゲートプリミティブ：

xnor(out, a, b);

連続代入に相当する表現:

assign out = a ~^ b;   // または ~(a ^ b)

複数の入力

XORゲートとXNORゲートは、2つを超える入力を持つことができます。出力は次のとおりです。

XOR：入力の奇数個が1の場合は1
XNOR：入力の偶数個が1の場合は1

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

例（3入力 XOR）：

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

一般的な用途

用途	例
2つのビットが異なるか比較する	`xor(diff, a, b)`
2つのビットが同じか比較する	`xnor(same, a, b)`
パリティ生成（1 が奇数個）	`xor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`
パリティチェック（1 が偶数個）	`xnor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`

コード例

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

概要表

ゲート	出力が 1 になる条件	基本操作	演算子
XOR	input が異なる	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	input が同じ	`xnor(out, a, b)`	`~^`

チャレンジ

タスクに基づいて、不足しているゲートプリミティブを追加してください。

実行すること:

出力 xor_result、入力 x および y を持つ XOR ゲートを作成してください
出力 xnor_result、入力 x および y を持つ XNOR ゲートを作成してください

自分で試してみよう

module xor_xnor_challenge (
  input x,
  input y,
  output xor_result,
  output xnor_result
);
  
  // TODO: XORゲートを追加 (xor_result = x ^ y)
  
  // TODO: XNORゲートを追加 (xnor_result = x ~^ y)

endmodule