数字IC手撕代码--投票表决器

题目

设计一个投票表决器，输入为一个5bit的向量，为1表示赞同，为0表示不赞同，当赞同人数大于非赞同人数时，表决器输出为1，否则为0。
思路：一种方法是统计向量中1的个数，若大于等于3，则输出1，否则输出0。另一种方法是考虑所有可能的情况，事实上，只要有三个位的值为1，则表决器就输出1，因此可据此进行枚举（$C_5^3=10$），得到最终的结果。

代码

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2022/07/01 15:19:05
// Design Name: 
// Module Name: top
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//


module top(
input logic clk,
input logic rst,
input [4:0] vote,
output logic r1,
output logic r2
    );
//1
[email protected](posedge clk,posedge rst)
if(rst)
   r1<=0;
else
   r1<=(vote[0]&vote[1]&vote[2])
      |(vote[0]&vote[1]&vote[3])
	  |(vote[0]&vote[1]&vote[4])
	  |(vote[0]&vote[2]&vote[3])
	  |(vote[0]&vote[2]&vote[4])
	  |(vote[0]&vote[3]&vote[4])
	  |(vote[1]&vote[2]&vote[3])
	  |(vote[1]&vote[2]&vote[4])
	  |(vote[1]&vote[3]&vote[4])
	  |(vote[2]&vote[3]&vote[4]);
//2
logic s1;
logic c1;
logic s2;
logic c2;
logic [2:0] sum;
assign {
    c1,s1}=vote[0]+vote[1]+vote[2];
assign {
    c2,s2}=vote[3]+vote[4];
assign sum={
    c1,s1}+{
    c2,s2};
[email protected](posedge clk,posedge rst)
if(rst)
   r2<=0;
else if(sum>=3)
   r2<=1;
else
   r2<=0;
endmodule

测试平台

module test;
logic clk;
logic rst;
logic [4:0] vote;
logic r1;
logic r2;
logic error;
//clk
initial
begin
   clk=0;
   forever
      #5 clk=~clk;
end
//rst
initial
begin
   rst=1;
   #100
   rst=0;
end
//
[email protected](posedge clk,posedge rst)
if(rst)
   vote<=0;
else 
   vote<=$urandom%32;
//
assign error=(r1!=r2)?1:0;

top U(.*
/* input logic clk, input logic rst, input [4:0] vote, output logic r1, output logic r2 */
    );
endmodule

结果

总结

对于N输入的表决器（N为奇数），我们同样可以采用类似的方法：
1.通过加法器求1的个数，若和大于（N-1）/2，则输出为1
2.枚举这N个输入的（N+1）/2组合（共$C_N^{(N+1)/2}$项），然后将它们或起来。