Gán bằng toán tử

Thuộc phần Kiến thức nền tảng trong hành trình Verilog của Coddy. Bài học 38 trên 90.

Khi đã hiểu về phép gán liên tục (continuous assignment), bạn có thể kết hợp phép gán này với toán tử (operator) để tạo logic hữu ích. Câu lệnh assign có thể dùng bất kỳ toán tử nào để điều khiển một dây dẫn.

Cú pháp cơ bản

assign wire_name = expression;

Biểu thức có thể bao gồm:

Các toán tử số học (+, -, *, /)
Các toán tử bit (&, |, ^, ~)
Các toán tử logic (&&, ||, !)

Toán tử so sánh (>, <, ==, !=)
Toán tử dịch bit (<<, >>)
Toán tử điều kiện (? :)

Ví dụ với các toán tử khác nhau

AND theo bit:

assign out = a & b;

Phép cộng:

assign sum = a + b;

So sánh:

assign is_greater = (a > b);

Có điều kiện (bộ chọn kênh):

assign out = sel ? a : b;

Dịch chuyển:

assign shifted = data << 2;

Phép nối:

assign bus = {high_byte, low_byte};

Ví dụ code

module assign_operators (
  input [3:0] a, b,
  input sel,
  output [3:0] and_out,
  output [4:0] sum_out,
  output is_equal,
  output [3:0] mux_out
);
  
  assign and_out = a & b;           // Phép AND theo bit
  assign sum_out = a + b;           // Phép cộng
  assign is_equal = (a == b);       // Phép so sánh
  assign mux_out = sel ? a : b;     // Phép chọn theo điều kiện (bộ ghép kênh)
  
endmodule

Nhiều toán tử trong một phép gán

Bạn có thể kết hợp các toán tử trong một biểu thức:

assign result = (a & b) | (c ^ d);
assign final = (a + b) > (c - d);
assign parity = ^data;   // Phép XOR rút gọn (số lượng bit 1 lẻ)

Thứ tự ưu tiên của toán tử

Verilog tuân theo thứ tự ưu tiên toán tử tiêu chuẩn. Dùng dấu ngoặc đơn ( ) để thể hiện rõ ý định của bạn:

// Chưa rõ ràng
assign out = a & b | c;

// Rõ ràng
assign out = (a & b) | c;

Thử thách

Thêm các câu lệnh assign còn thiếu theo yêu cầu.

Cần làm:

Đặt and_result bằng input_a AND input_b (theo bit)
Đặt or_result bằng input_a OR input_b (theo bit)
Đặt xor_result bằng input_a XOR input_b (theo bit)
Đặt not_result bằng NOT input_a (theo bit)

Tự làm thử

module assign_challenge (
  input input_a,
  input input_b,
  output and_result,
  output or_result,
  output xor_result,
  output not_result
);
  
  // TODO: Thêm các câu lệnh assign cho:
  // and_result = input_a & input_b
  // or_result  = input_a | input_b
  // xor_result = input_a ^ input_b
  // not_result = ~input_a

endmodule