Verilog Barrel Shifter

Question

我想在verilog中创建一个64位桶形移位器（现在向右旋转）。我想知道是否有办法在不写65份案例陈述的情况下做到这一点？有没有办法写一些简单的代码，如：

    Y = {S[i - 1:0], S[63:i]};

我在Xilinx上尝试了上面的代码并得到一个错误：我不是常数。

主要问题：如果没有大量的案例陈述，有没有办法做到这一点？

Answer 1

为了清晰起见，我简化了一些规则，但这里有详细信息。

声明

Y = {S[i - 1:0], S[63:i]};

您有两个信号的串联，每个信号都有一个恒定的部分选择。常量部分选择的形式为

标识符[constant_expression：constant_expression]

但您的代码使用第一个表达式的变量。如您所见，这是不允许的，但您是正确的，因为有办法避免键入大型case语句。您可以使用的是索引部分选择。这些是

的形式

标识符[表达式+：constant_expression]

标识符[表达式 - ：constant_expression]

这些结构强制生成的信号的宽度是恒定的，无论左侧的变量如何。

wire [HIGH_BIT:LOW_BIT] signalAdd,signaSub;
signalAdd[some_expression +: some_range];
signalSub[some_expression -: some_range];
//Resolves to
signalAdd[some_expression + (some_range - 1) : some_expression];
signalSub[some_expression                    : some_expression - (some_range - 1)];

//The location of the high value depends on how the signal was declared:
wire [15: 0] a_vect;
wire [0 :15] b_vect;
a_vect[0 +: 8] // a_vect[7 : 0]
b_vect[0 +: 8] // b_vect[0 : 7]

您可以简单地将输入信号扩展为128位，而不是尝试从两个部分选择中构建一个信号，并使用可变部分选择。

wire [63:0] data_in,data_out;
wire [127:0] data_in_double;
wire [5:0] select;

//Concatenate the input signal
assign data_in_double = {data_in,data_in};

//The same as signal[select + 63 : select]
assign data_out = data_in_double[select+63-:64];

您可以使用的另一种方法是生成循环。这是一种基于变量复制代码的更通用方法。效率低得多，因为它产生了4096个信号。

wire [63:0] data_in,data_out;
wire [127:0] data_in_double;
wire [5:0] select;
wire [63:0] array [0:63];
genver i;

//Concatenate the input signal
assign data_in_double = {data_in,data_in};
for(i=0;i<64;i=i+1)
  begin : generate_loop
  //Allowed since i is constant when the loop is unrolled
  assign array[i] = data_in_double[63+i:i];
  /*
  Unrolls to 
  assign array[0] = data_in_double[63:0];
  assign array[1] = data_in_double[64:1];
  assign array[2] = data_in_double[65:2];
  ...
  assign array[63] = data_in_double[127:64];
  */
  end

//Select the shifted value
assign data_out = array[select];

Answer 2

我发现这样做的最好方法是找到一种模式。当你想向左旋转8位信号1位置（8＆＃39; b00001111＆lt;＆lt;＆lt; 1）时，结果是= 8＆＃39; b00011110）当你想要向左旋转9个位置时（8＆＃39; b00001111＆lt; ;＆lt; 9）结果相同= 8＆＃39; b00011110，并且还旋转了17个位置，这减少了你对下一个表的可能性：

所以如果你看一下，桌子上所有数字的第一位相当于旋转1个位置（1,9,17,25 ... 249）等于001（1）

表中所有数字的第一位数等于旋转6个位置（6,14,22,30 ... 254）等于110（6）

所以你可以通过使所有其他位为零来应用一个掩码（8＆＃39; b00000111）来确定正确的移位数：

reg_out_temp＆lt; = reg_in_1＆lt;＆lt; （reg_in_2＆amp; 8＆＃39; h07）;

reg_out_temp 必须是reg_in_1的两倍，在这种情况下，reg_out_temp 必须为16位且reg_in_1为8位，因此您可以将携带的位转换为另一个字节您可以移动数据，以便使用OR表达式组合它们：

reg_out＆lt; = reg_out_temp [15：8] | reg_out_temp [7：0];

所以通过两个时钟周期就可以得到结果。对于16位旋转，您的掩码应为8＆＃39; b00011111（8＆＃39; h1F），因为您的移位从0到16，并且您的临时寄存器应为32位。