构建一个4位的右移逻辑移位寄存器,具备异步复位、同步加载和使能功能。若加载和使能输入同时被激活(1),加载输入具有更高优先级。
逻辑移位寄存器的工作原理类似于做乘法和除法操作,向左移位相当于乘法,向右移位则为除法。
接下来,设计一个64位算术移位寄存器,同步加载,支持左右移位,移位位置可选1位或8位,通过amount参数决定。算术左移与逻辑左移在操作上并无区别。
算术移位与逻辑移位的关键差异在于符号位的处理。逻辑移位,不论向左还是向右,均直接补充0,仅追求移位效果,无需考虑符号信息。而算术移位,向左补充0(与逻辑移位一致),向右则根据符号位补0或1,以处理正负号问题。
最后,实现一个100位的左右旋转寄存器,同步加载,具备左右使能功能。旋转寄存器会从另一端引入移出位,不同于移位寄存器会丢弃移出位并用0填充。当启用时,旋转寄存器会围绕位移动,并不修改或丢弃位。
时序逻辑设计中,避免使用完整的if...else...结构,以防止产生锁存器。
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