Bramki XOR i XNOR

Część sekcji Podstawy ścieżki Verilog w Coddy. Lekcja 41 z 90.

Ta lekcja omawia dwie dodatkowe bramki logiczne: XOR (alternatywa wykluczająca) i XNOR (negacja alternatywy wykluczającej). Te bramki są przydatne do porównywania bitów i sprawdzania parzystości.

Bramka XOR

Bramka XOR zwraca 1, gdy wejścia są różne.

Tablica prawdy (2 wejścia):

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

Podstawowy element bramkowy Veriloga:

xor(out, a, b);

Odpowiednik przypisania ciągłego:

assign out = a ^ b;

Bramka XNOR

Bramka XNOR zwraca 1, gdy wejścia są takie same. Jest przeciwieństwem XOR.

Tablica prawdy (2 wejścia):

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

Prymityw bramki Verilog:

xnor(out, a, b);

Odpowiednik przypisania ciągłego:

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

Wiele wejść

Bramki XOR i XNOR mogą mieć więcej niż 2 wejścia. Wyjście wynosi:

XOR: 1, jeśli nieparzysta liczba wejść ma wartość 1
XNOR: 1, jeśli parzysta liczba wejść ma wartość 1

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

Przykład (XOR z 3 wejściami):

a	b	c	wyjście
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

Typowe zastosowania

Zastosowanie	Przykład
Sprawdzenie, czy dwa bity są różne	`xor(diff, a, b)`
Sprawdzenie, czy dwa bity są takie same	`xnor(same, a, b)`
Generowanie bitu parzystości (nieparzysta liczba jedynek)	`xor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`
Sprawdzanie bitu parzystości (parzysta liczba jedynek)	`xnor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`

Przykład kodu

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

Tabela podsumowująca

Bramka	Wyjście 1, gdy	Przypisanie pierwotne	Operator
XOR	Wejścia są różne	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	Wejścia są takie same	`xnor(out, a, b)`	`~^`

Wyzwanie

Dodaj brakujące prymitywy bramek zgodnie z zadaniami.

Co należy zrobić:

Utwórz bramkę XOR z wyjściem xor_result i wejściami x oraz y
Utwórz bramkę XNOR z wyjściem xnor_result i wejściami x oraz y

Spróbuj swoich sił

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

endmodule