Verilog有符号数与无符号数的数值运算 |
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版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。 本文链接:https://blog.csdn.net/u014485485/article/details/79962316 仿真工具:Vivado 2015.2 一、无符号数 1.高位溢出赋给一个位宽不够的数 wire [3:0] a=4’b1111;//15 wire [3:0] b=4’b0010;//2 wire [3:0] c; assign c = a + b;//17=10001 wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [2:0] c; assign c = a + b; 高位截断,保留低位 2.高位溢出赋给一个位宽足够的数 wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [4:0] c; assign c = a + b; wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [5:0] c; assign c = a + b; 结果正确。 3.对中间结果移位 wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [3:0] c; assign c =(( a + b) >> 1); //17=10001 可以看出是先赋值再移位的。 wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [4:0] c; assign c =(( a + b) >> 1); //17=10001 结果正确,左边补0。 wire [3:0] a=4’b1111; wire [3:0] b=4’b0010; wire [4:0] c; assign c = ((a + b)>>>1) ; >>>算数右移,无符号数还是补0.二、有符号数 1.正常运算 wire signed [3:0] a=4’b1111;//-1 wire signed [3:0] b=4’b0010;//2 wire signed [3:0] c; assign c =a + b; wire signed [3:0] a=4’b1110;//-2 wire signed [3:0] b=4’b0001;//1 wire signed [3:0] c; assign c =a + b; 2.赋给位宽不够的数 wire signed [3:0] a=4’b0111;//7 wire signed [3:0] b=4’b0010;//2 wire signed [3:0] c; assign c =a + b; //9=1001 wire signed [3:0] a=4’b1001;//-7 wire signed [3:0] b=4’b1110;//-2 wire signed [3:0] c; assign c =a + b;//-9=10111 也是舍弃高位。 3.赋给位宽足够的数 wire signed [3:0] a=4’b0111; wire signed [3:0] b=4’b0010; wire signed [4:0] c; assign c =a + b; wire signed [3:0] a=4’b1001;//-7 wire signed [3:0] b=4’b1110;//-2 wire signed [4:0] c; assign c =a + b;//-9=10111 结果正确。 4.给中间结果移位 wire signed [3:0] a=4’b1001;//-7 wire signed [3:0] b=4’b1110;//-2 wire signed [3:0] c; assign c =(( a + b ) >> 1); //-9=10111 wire signed [3:0] a=4’b1001; wire signed [3:0] b=4’b1110; wire signed [5:0] c; assign c = ((a + b)>>1) ; wire signed [3:0] a=4’b0111;//7 wire signed [3:0] b=4’b0010;//2 wire signed [3:0] c; assign c =(( a + b ) >> 1);//9=01001 >> 逻辑右移,高位都是都是补0。wire signed [3:0] a=4’b1001;//-7 wire signed [3:0] b=4’b1110;//-2 wire signed [3:0] c; assign c = ((a + b)>>>1) ; //-9=10111 >>>算数右移。截断赋值然后把最高位当符号位,补最高位。wire signed [3:0] a=4’b1001; wire signed [3:0] b=4’b1110; wire signed [4:0] c; assign c = ((a + b)>>>1) ; wire signed [3:0] a=4’b1001; wire signed [3:0] b=4’b1110; wire [3:0] c,d; assign c=a>>1; assign d=a>>>1; >>逻辑右移,不管有符号还是无符号,都是补0。 >>>算术右移,补最高位。三、有符号数与无符号数运算 1.只有两个操作数都是有符号数,才会把两个操作数都看作有符号数计算,否则无论是有符号数还是无符号数都会按照无符号数计算。 wire [3:0] a=4’b1001; wire signed [3:0] b=4’b1110; wire signed [4:0] c; assign c = ((a + b)>>>1); //-9=10111 还是把c当做无符号数移位。 2.把a赋给b,若a是有符号数,则b高位用a的最高位填充,若a是无符号数,b的高位用0填充 。 wire [3:0] a=4’b1001; wire signed [3:0] b=4’b1001; wire signed [4:0] c,d; assign c=a; assign d=b; 3.有符号数加法溢出判定 溢出定义: 对一个N位二进制补码,其可以表达的范围是 - 2N-1+1 ~ 2N+1 - 1之间。如果超出这个范围就称为溢出了。 如何判定是否溢出: 1)先把加前的数据转化成对应补码形式 2)各自最高两位相加,看两位进位组合 进位为(00,11),加完后值不溢出进位为10,加完后负溢出进位为01,加完后正溢出,高位补零 举例: 1) -2 1 1110 + -6 1 1010 --------------------------- -8 11 1000符号位和符号位下一位相加(11+11)进位bit=11,根据上述判定是不溢出,最左侧进位自然舍弃 2) -2 1 1110 + 5 0 0101 --------------------------- 3 10011符号位和符号位下一位(11+00)相加进位bit=00,根据上述判定是正溢出,最左侧进位自然舍弃 3) -10 1 0110 + -7 1 1001 --------------------------- -17 10 1111符号位和符号位下一位(10+11)相加进位bit=10,根据上述判定是负溢出 4) 14 0 1110 + -7 1 1001 --------------------------- 7 00 0111符号位和符号位下一位(01+11)相加进位bit=01,根据上述判定是正溢出,高位补零 |
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