Prática de projeto: da especificação à maioria de três entradas

Fixe as condições antes de implementar

Construa um circuito com y=1 se pelo menos duas entradas a,b,c valerem 1. Pressupomos entradas 0/1 estáveis, pesos iguais e ausência de memória das entradas anteriores. «Exatamente duas» e «pelo menos duas» diferem em 111.

Cada termo indica que um par de entradas vale 1. Também é possível fatorar como $y=ab+c(a+b)$. A alternativa mais rápida depende das células e dos tempos de chegada.

A maioria coincide com o carry de um somador completo

Leia cin como a terceira entrada c. cout é nossa y; sum é a paridade^{iParidade Valor que indica se a quantidade de bits em 1 é par ou ímpar. A verificação de paridade detecta uma quantidade ímpar de erros de bit, mas pode deixar passar uma quantidade par. Saiba mais} ímpar. Comparar 001 com 111 revela o erro de usar paridade como maioria.

Construa o critério de teste a partir da especificação

Copiar (a & b) | (a & c) | (b & c) como referência pode duplicar o mesmo erro. Use uma referência aritmética baseada em «pelo menos dois bits em 1».

module voter3(input logic a, b, c, output logic y);
  assign y = (a & b) | (a & c) | (b & c);
endmodule

module tb;
  timeunit 1ns;
  timeprecision 1ps;
  logic a, b, c, y;
  int ones;
  voter3 dut(.*);
  initial begin
    for (int v = 0; v < 8; v++) begin
      {a, b, c} = v[2:0];
      #1;
      ones = int'(a) + int'(b) + int'(c);
      assert (y === (ones >= 2))
        else $fatal(1, "voter mismatch at %03b", {a,b,c});
    end
    $finish;
  end
endmodule

Estender cada bit para int evita confusão de largura na aritmética de um bit. #1 permite a atualização da lógica combinacional do testbench; não demonstra que o chip funciona em 1 ns.

Mude a especificação e procure contraexemplos

Ao acrescentar uma autorização enable e, resulta $y=e(ab+ac+bc)$. Agora há quatro entradas e o teste exaustivo exige 16 combinações. Confira também separadamente o invariante^{iInvariante Condição que deve ser verdadeira em toda execução permitida. Por exemplo, a ocupação de uma FIFO com profundidade 4 sempre fica entre 0 e 4. Saiba mais} de que, com e=0, a,b,c são ignorados.