Bộ so sánh đếm bit (BCC) là một mạch logic có một số lượng đầu vào đếm A1, A2, A3, ..., Ancũng như đầu vào B1, B2, B4, B8, ...đại diện cho một số. Nó sau đó trở lại 1nếu tổng số Ađầu vào có trên lớn hơn số trong hệ nhị phân bởi các Bđầu vào (ví dụ B1, B2và B8sẽ làm cho số lượng 11), và 0ngược lại.

Ví dụ, đối với một so sánh bit đếm mà có 5đầu vào, trong đó A2, A4, A5, và B2được thiết lập để 1, sẽ trở lại 1vì có 3 Ađầu vào mà đang ở trên, đó là lớn hơn 2(số đại diện bởi chỉ B2là trên).

Nhiệm vụ của bạn là tạo ra một bộ so sánh đếm bit có tổng cộng 16 Ađầu vào và 4 Bđầu vào (đại diện cho các bit từ 1đến 8), chỉ sử dụng các cổng NAND hai đầu vào và sử dụng càng ít cổng NAND càng tốt. Để đơn giản hóa mọi thứ, bạn có thể sử dụng cổng AND, OR, NOT và XOR trong sơ đồ của mình, với các điểm tương ứng sau:

• NOT: 1
• AND: 2
• OR: 3
• XOR: 4

Mỗi điểm số này tương ứng với số lượng cổng NAND cần thiết để xây dựng cổng tương ứng.

Mạch logic sử dụng các cổng NAND ít nhất để tạo ra một chiến thắng xây dựng chính xác.

169 nands

Thêm A để nhận A {1,2,4,8,16}. Sau đó, một so sánh nhị phân với Bs.

Tôi sử dụng thêm một vài khối xây dựng:

• FA = bộ cộng đầy đủ, 9 nands ( từ đây )
• HA = nửa cộng, 7 nands (cùng ref)
• EQ = đẳng thức, 5 cổng (còn gọi là xnor)

Các bộ cộng một nửa và đầy đủ có 2 đầu ra - chúng được phân biệt với một r cho kết quả và c cho mang.

A {1,2,4,8,16} là đầu ra từ các nửa cộng.

751 cổng nand

module BitCountingComparator(A, B, O);
    input [15:0] A;
    input [3:0] B;
    output O;

    wire [15:1] is;
    assign is[1] = A[0] | A[1] | A[2] | A[3] | A[4] | A[5] | A[6] | A[7] | A[8] | A[9] | A[10] | A[11] | A[12] | A[13] | A[14] | A[15];

    wire [14:0] and2;
    assign and2[0] = A[0] & A[1];
    assign and2[1] = A[1] & A[2];
    assign and2[2] = A[2] & A[3];
    assign and2[3] = A[3] & A[4];
    assign and2[4] = A[4] & A[5];
    assign and2[5] = A[5] & A[6];
    assign and2[6] = A[6] & A[7];
    assign and2[7] = A[7] & A[8];
    assign and2[8] = A[8] & A[9];
    assign and2[9] = A[9] & A[10];
    assign and2[10] = A[10] & A[11];
    assign and2[11] = A[11] & A[12];
    assign and2[12] = A[12] & A[13];
    assign and2[13] = A[13] & A[14];
    assign and2[14] = A[14] & A[15];

    wire [13:0] and3;
    assign and3[0] = and2[0] & A[2];
    assign and3[1] = and2[1] & A[3];
    assign and3[2] = and2[2] & A[4];
    assign and3[3] = and2[3] & A[5];
    assign and3[4] = and2[4] & A[6];
    assign and3[5] = and2[5] & A[7];
    assign and3[6] = and2[6] & A[8];
    assign and3[7] = and2[7] & A[9];
    assign and3[8] = and2[8] & A[10];
    assign and3[9] = and2[9] & A[11];
    assign and3[10] = and2[10] & A[12];
    assign and3[11] = and2[11] & A[13];
    assign and3[12] = and2[12] & A[14];
    assign and3[13] = and2[13] & A[15];

    wire [12:0] and4;
    assign and4[0] = and3[0] & A[3];
    assign and4[1] = and3[1] & A[4];
    assign and4[2] = and3[2] & A[5];
    assign and4[3] = and3[3] & A[6];
    assign and4[4] = and3[4] & A[7];
    assign and4[5] = and3[5] & A[8];
    assign and4[6] = and3[6] & A[9];
    assign and4[7] = and3[7] & A[10];
    assign and4[8] = and3[8] & A[11];
    assign and4[9] = and3[9] & A[12];
    assign and4[10] = and3[10] & A[13];
    assign and4[11] = and3[11] & A[14];
    assign and4[12] = and3[12] & A[15];

    wire [11:0] and5;
    assign and5[0] = and4[0] & A[4];
    assign and5[1] = and4[1] & A[5];
    assign and5[2] = and4[2] & A[6];
    assign and5[3] = and4[3] & A[7];
    assign and5[4] = and4[4] & A[8];
    assign and5[5] = and4[5] & A[9];
    assign and5[6] = and4[6] & A[10];
    assign and5[7] = and4[7] & A[11];
    assign and5[8] = and4[8] & A[12];
    assign and5[9] = and4[9] & A[13];
    assign and5[10] = and4[10] & A[14];
    assign and5[11] = and4[11] & A[15];

    wire [10:0] and6;
    assign and6[0] = and5[0] & A[5];
    assign and6[1] = and5[1] & A[6];
    assign and6[2] = and5[2] & A[7];
    assign and6[3] = and5[3] & A[8];
    assign and6[4] = and5[4] & A[9];
    assign and6[5] = and5[5] & A[10];
    assign and6[6] = and5[6] & A[11];
    assign and6[7] = and5[7] & A[12];
    assign and6[8] = and5[8] & A[13];
    assign and6[9] = and5[9] & A[14];
    assign and6[10] = and5[10] & A[15];

    wire [9:0] and7;
    assign and7[0] = and6[0] & A[6];
    assign and7[1] = and6[1] & A[7];
    assign and7[2] = and6[2] & A[8];
    assign and7[3] = and6[3] & A[9];
    assign and7[4] = and6[4] & A[10];
    assign and7[5] = and6[5] & A[11];
    assign and7[6] = and6[6] & A[12];
    assign and7[7] = and6[7] & A[13];
    assign and7[8] = and6[8] & A[14];
    assign and7[9] = and6[9] & A[15];

    wire [8:0] and8;
    assign and8[0] = and7[0] & A[7];
    assign and8[1] = and7[1] & A[8];
    assign and8[2] = and7[2] & A[9];
    assign and8[3] = and7[3] & A[10];
    assign and8[4] = and7[4] & A[11];
    assign and8[5] = and7[5] & A[12];
    assign and8[6] = and7[6] & A[13];
    assign and8[7] = and7[7] & A[14];
    assign and8[8] = and7[8] & A[15];

    wire [7:0] and9;
    assign and9[0] = and8[0] & A[8];
    assign and9[1] = and8[1] & A[9];
    assign and9[2] = and8[2] & A[10];
    assign and9[3] = and8[3] & A[11];
    assign and9[4] = and8[4] & A[12];
    assign and9[5] = and8[5] & A[13];
    assign and9[6] = and8[6] & A[14];
    assign and9[7] = and8[7] & A[15];

    wire [6:0] and10;
    assign and10[0] = and9[0] & A[9];
    assign and10[1] = and9[1] & A[10];
    assign and10[2] = and9[2] & A[11];
    assign and10[3] = and9[3] & A[12];
    assign and10[4] = and9[4] & A[13];
    assign and10[5] = and9[5] & A[14];
    assign and10[6] = and9[6] & A[15];

    wire [5:0] and11;
    assign and11[0] = and10[0] & A[10];
    assign and11[1] = and10[1] & A[11];
    assign and11[2] = and10[2] & A[12];
    assign and11[3] = and10[3] & A[13];
    assign and11[4] = and10[4] & A[14];
    assign and11[5] = and10[5] & A[15];

    wire [4:0] and12;
    assign and12[0] = and11[0] & A[11];
    assign and12[1] = and11[1] & A[12];
    assign and12[2] = and11[2] & A[13];
    assign and12[3] = and11[3] & A[14];
    assign and12[4] = and11[4] & A[15];

    wire [3:0] and13;
    assign and13[0] = and12[0] & A[12];
    assign and13[1] = and12[1] & A[13];
    assign and13[2] = and12[2] & A[14];
    assign and13[3] = and12[3] & A[15];

    wire [2:0] and14;
    assign and14[0] = and13[0] & A[13];
    assign and14[1] = and13[1] & A[14];
    assign and14[2] = and13[2] & A[15];

    wire [1:0] and15;
    assign and15[0] = and14[0] & A[14];
    assign and15[1] = and14[1] & A[15];

    wire and16;
    assign and16 = and15[0] & A[15];

    assign is[2] = and2[0] | and2[1] | and2[2] | and2[3] | and2[4] | and2[5] | and2[6] | and2[7] | and2[8] | and2[9] | and2[10] | and2[11] | and2[12] | and2[13] | and2[15];

    assign is[3] = and3[0] | and3[1] | and3[2] | and3[3] | and3[4] | and3[5] | and3[6] | and3[7] | and3[8] | and3[9] | and3[10] | and3[11] | and3[12] | and3[14];

    assign is[4] = and4[0] | and4[1] | and4[2] | and4[3] | and4[4] | and4[5] | and4[6] | and4[7] | and4[8] | and4[9] | and4[10] | and4[11] | and4[13];

    assign is[5] = and5[0] | and5[1] | and5[2] | and5[3] | and5[4] | and5[5] | and5[6] | and5[7] | and5[8] | and5[9] | and5[10] | and5[12];

    assign is[6] = and6[0] | and6[1] | and6[2] | and6[3] | and6[4] | and6[5] | and6[6] | and6[7] | and6[8] | and6[9] | and6[11];

    assign is[7] = and7[0] | and7[1] | and7[2] | and7[3] | and7[4] | and7[5] | and7[6] | and7[7] | and7[8] | and7[10];

    assign is[8] = and8[0] | and8[1] | and8[2] | and8[3] | and8[4] | and8[5] | and8[6] | and8[7] | and8[9];

    assign is[9] = and9[0] | and9[1] | and9[2] | and9[3] | and9[4] | and9[5] | and9[6] | and9[8];

    assign is[10] = and10[0] | and10[1] | and10[2] | and10[3] | and10[4] | and10[5] | and10[7];

    assign is[11] = and11[0] | and11[1] | and11[2] | and11[3] | and11[4] | and11[6];

    assign is[12] = and12[0] | and12[1] | and12[2] | and12[3] | and12[5];

    assign is[13] = and13[0] | and13[1] | and13[2] | and13[4];

    assign is[14] = and14[0] | and14[1] | and14[3];

    assign is[15] = and15[0] | and15[2];

    assign is[16] = and16;


    wire [15:1] eB;
    eB[1] = B[0];
    eB[2] = B[1];
    eB[3] = B[1] & B[0];
    eB[4] = B[2];
    eB[5] = B[2] & B[0];
    eB[6] = B[2] & B[1];
    eB[7] = eB[6] & B[0];
    eB[8] = B[3];
    eB[9] = B[3] & B[0];
    eB[10] = B[3] & B[1];
    eB[11] = eB[10] & B[0];
    eB[12] = B[3] & B[2];
    eB[13] = eB[12] & B[0];
    eB[14] = eB[12] & B[1];
    eB[15] = eB[14] & B[0];

    assign O = is[1] & ~is[2] & ~eB[1] |
        is[2] & ~is[3] & ~eB[2] |
        is[3] & ~is[4] & ~eB[3] |
        is[4] & ~is[5] & ~eB[4] |
        is[5] & ~is[6] & ~eB[5] |
        is[6] & ~is[7] & ~eB[6] |
        is[7] & ~is[8] & ~eB[7] |
        is[8] & ~is[9] & ~eB[8] |
        is[9] & ~is[10] & ~eB[9] |
        is[10] & ~is[11] & ~eB[10] |
        is[11] & ~is[12] & ~eB[11] |
        is[12] & ~is[13] & ~eB[12] |
        is[13] & ~is[14] & ~eB[13] |
        is[14] & ~is[15] & ~eB[14] |
        is[15] & ~eB[15];
endmodule

Đây chưa phải là hoàn toàn golf. Tôi đã đưa ra câu trả lời trong Verilog vì theo cách này, tôi đã có thể viết một chương trình để xuất ra từng phần. Nếu bắt buộc phải trả lời bằng sơ đồ, xin vui lòng cho tôi biết. Chúng là tương đương. &là và, ~không, và |là hoặc.

Chiến lược của tôi:

• đưa Avà di chuyển tất cả các 1s đến số thấp, lưu trữ trong is. (đây là phần lớn của chương trình)
• lấy Bvà giải nén nó thành 16 bit (tôi gọi nó eBđể mở rộng B)
• làm một kiểm tra đơn giản.