Biểu diễn nhị phân

Thuộc phần Kiến thức nền tảng trong hành trình Verilog của Coddy. Bài học 13 trên 90.

Trong Verilog, chúng ta làm việc với các mạch số chỉ hiểu 0 và 1. Chúng được biểu diễn dưới dạng nhị phân.

Hệ nhị phân chỉ dùng hai chữ số: 0 và 1. Mỗi chữ số nhị phân được gọi là một bit.

Thập phân	Nhị phân	Bit
0	0	1 bit
1	1	1 bit
2	10	2 bit
3	11	2 bit
4	100	3 bit
5	101	3 bit

Viết số nhị phân trong Verilog

Để viết số nhị phân trong Verilog, hãy dùng tiền tố 'b:

4'b1010    // 4-bit binary 1010 (decimal 10)
8'b11110000 // Số nhị phân 8 bit 11110000 (hệ thập phân 240)
2'b01      // 2-bit binary 01 (decimal 1)

Số đứng trước 'b cho Verilog biết giá trị có bao nhiêu bit.

Cách chuyển đổi số thập phân sang số nhị phân

Liên tục chia số thập phân cho 2 rồi đọc các số dư theo thứ tự từ dưới lên trên.

Ví dụ: Chuyển 9 sang hệ nhị phân

Bước	Phép chia	Thương	Số dư
1	9 ÷ 2	4	1
2	4 ÷ 2	2	0
3	2 ÷ 2	1	0
4	1 ÷ 2	0	1

Đọc các số dư từ cuối đến đầu: 1001

9 = 4'b1001

Ví dụ bằng code

module binary_example;
  reg [3:0] a;
  
  initial begin
    a = 4'b1010;     // Binary 1010 = decimal 10
    $display("a = %b (binary)", a);
    $display("a = %d (decimal)", a);
    $display("a = %h (hex)", a);
    $finish;
  end
endmodule

Đầu ra:

a = 1010 (binary)
a = 10 (decimal)
a = a (hex)

Thử thách

Hoàn thành đoạn code bằng cách viết các giá trị nhị phân còn thiếu.

Cần làm:

Viết số nhị phân cho số thập phân 5 (4 bit)
Viết số nhị phân cho số thập phân 14 (4 bit)

Tự làm thử

module binary_challenge;
  reg [3:0] a, b;
  
  initial begin
    // Viết số nhị phân của số thập phân 5 (4 bit)
    a = 4'b______;
    
    // Write binary for decimal 14 (4 bits)
    b = 4'b______;
    
    $display("5 = %b", a);
    $display("14 = %b", b);
    $finish;
  end
endmodule