Stein算法求最大公约数 verilog实现

Stein算法求最大公约数 verilog实现

实然想写写博客，最近在学verilog。然后就想记录一下

算法步骤：

1、先装载A和B的值，C初始值设为1。

2、若A＝0，则B是最大公约数；若B＝0，则A是最大公约数；若A＝B，则A是最大公约数。若上面三种情况都不成立，则跳到3，否则跳到4

3、 若A是偶数，B是偶数；则A>>1，B>>1，C<<1（LSB填充1）；

若A是偶数，B是奇数；则A>>1，B不变，C不变；

若A是奇数，B是偶数；则A不变，B>>1，C不变；

若A是奇数，B是奇数；则if(A>B) A=A-B;else B=B-A，C不变;

4、输出结果。

更详细的原理可以参考这个博主：https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/48195893

总体来说这个算法比较简单，用一段式写的。把2和3用五个状态表示
直接看程序

//copyright:Qing
//Date:2020.04
module stein(
			input [11:0] in_a,  
			input [11:0] in_b,
			input clk,    
			input rst_n, 
			output reg [11:0] done
			);

reg [11:0] A,B,C,D,A1,B1;
reg [4:0] state;
//wire [11:0] done;
parameter    N01='b00001,
			 N02='b00010,
			 N03='b00100,
			 N04='b01000,
			 N05='b10000;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	if(!rst_n)
		begin
			A<=in_a;
			B<=in_b;
			C<=1'b1;
			state<=N01;
		end
	else
		begin
			case(state)
			N01:
			if(A==0)
				begin
					B1<=B;
					D<=C;
				end 
			else if(B==0)
				begin 
					A1<=A;
					D<=C;
				end 
			else
				begin  
					if(A[0]==0&&B[0]==0)
						begin
							state<=N02;
						end
					else if(A[0]==1'b1&&B[0]==1'b1)
						begin
							state<=N03;
						end 
					else if(A[0]==1'b0&&B[0]==1'b1) 
						begin
							state<=N04;
						end 
					else 
						begin
							state<=N05;
						end 
				end 
		N02:
		begin
			A<=(A>>1);
			B<=(B>>1);
			C<=(C<<1);
			state<=N01;
		end
		N03:
		begin
			if(A>B)
				begin
					A<=A-B;
				end
			else
				begin
					B<=B-A;
				end
			state<=N01;
		end		
		N04:
		begin
			A<=(A>>1);
			state<=N01;
		end 
		N05:
		begin
			B<=(B>>1);
			state<=N01;	
		end 	
		default: state<=N01;
	endcase	
		end 
end 
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
	done<=(A1+B1)*D;
end 
//assign  done=(A1+B1)*D;
endmodule 

输入数据比较简单，直接用Quartus。仿真结果：
从结果可以看出，56和24的最大公约数是8。