İndirgeme Operatörleri

Coddy'nin Verilog Journey'sinin Temeller bölümünün bir parçası — ders 25 / 90.

İndirgeme (reduction) operatörleri, tek bir vektörün tüm bitleri üzerinde çalışır ve bunları tek bir bitlik sonuca indirger. İki sayıyı bit bit karşılaştıran bit düzeyindeki (bitwise) operatörlerin aksine, indirgeme operatörleri tek bir sayı alır ve tek bir sonuç üretmek için tüm bitleri üzerinde bir işlem gerçekleştirir.

Operator	Operation	Result
`&`	Reduction AND	1 if all bits are 1
`\|`	Reduction OR	1 if at least one bit is 1
`^`	Reduction XOR	1 if odd number of bits are 1
`~&`	Reduction NAND	0 if all bits are 1
`~\|`	Reduction NOR	0 if at least one bit is 1
`~^`	Reduction XNOR	1 if even number of bits are 1

Nasıl Çalışırlar

İndirgeme AND (&):

&4'b1111 = 1   // all bits are 1
&4'b1011 = 0   // tüm bitler 1 değil
&4'b0000 = 0   // all bits are 0

İndirgeme OR (|):

|4'b0000 = 0   // no bits are 1
|4'b0100 = 1   // en az bir bit 1
|4'b1111 = 1   // all bits are 1

İndirgeme (Reduction) XOR (^):

^4'b1010 = 0   // two 1's (even) → 0
^4'b1000 = 1   // one 1 (odd) → 1
^4'b1111 = 0   // dört 1'ler (çift) → 0

Kod Örneği

module reduction_demo;
  reg [3:0] a, b, c;
  reg and_red, or_red, xor_red;
  
  initial begin
    a = 4'b1111;
    b = 4'b1010;
    c = 4'b1000;
    
    and_red = &a;      // 1111 → 1
    or_red  = |b;      // 1010 → 1
    xor_red = ^c;      // 1000 → 1
    
    $display("&4'b1111 = %d", and_red);
    $display("|4'b1010 = %d", or_red);
    $display("^4'b1000 = %d", xor_red);
    $finish;
  end
endmodule

Çıktı:

&4'b1111 = 1
|4'b1010 = 1
^4'b1000 = 1

Yaygın Kullanımlar

Tüm bitlerin 1 olup olmadığını kontrol etme:

all_ones = &data;   // data == 8'b11111111 ise 1

Herhangi bir bitin 1 olup olmadığını kontrol edin:

any_one = |data;    // data != 0 ise 1

Pariteyi kontrol etme (tek sayıda 1 olması durumu):

odd_parity = ^data; // 1'lerin sayısı tek ise 1

Tüm bitlerin 0 olup olmadığını kontrol edin:

all_zeros = ~|data; // data == 0 ise 1

Görev

Her bir görev için doğru indirgeme (reduction) ifadelerini yazın.

Yapılacaklar:

a değişkeninin tüm bits değerlerinin 1 olup olmadığını kontrol edin ve all_ones içine kaydedin
b değişkeninin herhangi bir bit değerinin 1 olup olmadığını kontrol edin ve any_one içine kaydedin
c değişkeninin odd sayıda 1 içerip içermediğini kontrol edin ve odd_parity içine kaydedin

Kendin dene

module reduction_challenge;
  reg [3:0] a, b, c;
  reg all_ones, any_one, odd_parity;
  
  initial begin
    a = 4'b1111;
    b = 4'b0100;
    c = 4'b1011;
    
    all_ones  = ______;   // all bits 1?
    any_one   = ______;   // any bit 1?
    odd_parity = ______;   // odd number of 1's?
    
    $display("&4'b1111 = %d", all_ones);
    $display("|4'b0100 = %d", any_one);
    $display("^4'b1011 = %d", odd_parity);
    $finish;
  end
endmodule