电路架构中数的认知

Posted 2020-11-06 少年π

    计算机中的数据，往往给我们造成了一些假象：存在源码，反码，补码；定点数，浮点数；这些概念。但是其实脱离了操作系统的概念，仅仅存在电路硬件的时候，并不存在这些钙这些数，准确而言，这些表示都是计算机算法的表示形式，而算法是为了解决实际问题被人定义出来的。

    那么，准确的电路中的数是是什么呢：计数器（一种从0计数到最大，又变成0开始循环的一种计数装置）。

    上述结论反映了对数最为本质的思考。此处重点论述了，在FPGA中，a=-b这种操作是否允许，以及他代表的含义；假设B为16’d4,那么如果采用补码数的表示,a的数值为:16\'hfffc。

那么我们来通过一个实际的验证，观察计算的结果是什么：

这是一个最简洁的想表达这个含义的代码：

观察testbench文件生成的波形：

                                                                                    

从结果中也可以看出，结果是16\'hfffc；

    其实我们也可以这样理解FPGA中负数的行为：-4=0-4；即从计数器的观点，从0倒退减去4个数，那么得到的不就是fffc吗？这就反映了硬件结构中数的本质含义是什么。