Portas XOR e XNOR

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy — lição 41 de 90.

Esta lição aborda duas portas lógicas adicionais: XOR (OU exclusivo) e XNOR (NOR exclusivo). Essas portas são úteis para comparar bits e verificação de paridade.

Porta XOR

A porta XOR produz uma saída 1 quando as entradas são diferentes.

Tabela Verdade (2 entradas):

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

Primitiva de porta Verilog:

xor(out, a, b);

Equivalente de atribuição contínua:

assign out = a ^ b;

Porta XNOR

A porta XNOR produz uma saída 1 quando as entradas são iguais. Ela é o oposto da XOR.

Tabela Verdade (2 entradas):

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

Primitiva de porta Verilog:

xnor(out, a, b);

Equivalente a atribuição contínua:

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

Múltiplas Entradas

As portas XOR e XNOR podem ter mais de 2 entradas. A saída é:

XOR: 1 se um número ímpar de entradas for 1
XNOR: 1 se um número par de entradas for 1

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

Exemplo (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 Comuns

Uso	Exemplo
Comparar se dois bits são diferentes	`xor(diff, a, b)`
Comparar se dois bits são iguais	`xnor(same, a, b)`
Geração de paridade (número ímpar de 1s)	`xor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`
Verificação de paridade (número par de 1s)	`xnor(parity, data[0], data[1], data[2], data[3])`

Exemplo 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

Tabela de Resumo

Porta	Saída 1 quando	Primitiva	Operador
XOR	As entradas são diferentes	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	As entradas são iguais	`xnor(out, a, b)`	`~^`

Desafio

Adicione as primitivas de porta que faltam com base nas tarefas.

O que fazer:

Crie uma porta XOR com a saída xor_result e as entradas x e y
Crie uma porta XNOR com a saída xnor_result e as entradas x e y

Folha de consulta

XOR produz 1 quando as entradas são diferentes. XNOR produz 1 quando as entradas são iguais.

Porta	Saída 1 quando	Primitiva	Operador
XOR	Entradas são diferentes	`xor(out, a, b)`	`^`
XNOR	Entradas são iguais	`xnor(out, a, b)`	`~^`

Para múltiplas entradas: XOR produz 1 se um número ímpar de entradas for 1; XNOR produz 1 se um número par de entradas for 1.

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

Experimente você mesmo

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

endmodule