Verilog 实现牛顿迭代法开平方：代码示例和 ModelSim 仿真

以下是使用 Verilog 语言实现牛顿迭代法开平方的代码：

module newton_sqrt (
    input logic signed [31:0] x_in, // 待开平方的数
    output logic signed [31:0] y_out // 开平方后的结果
);

logic signed [31:0] y_next; // 下一个迭代的结果
logic signed [31:0] y_prev; // 上一个迭代的结果
logic signed [31:0] diff; // 两次迭代之间的差值
logic [31:0] count; // 迭代次数

assign y_prev = x_in; // 初始值为待开平方的数

// 迭代过程
always @(*) begin
    y_next = (y_prev + (x_in / y_prev)) >> 1; // 牛顿迭代公式
    diff = y_next - y_prev;
    if (diff < 0) diff = -diff; // 取绝对值
    if (diff < 1) begin // 如果两次迭代之间的差值小于1，则停止迭代
        y_out = y_next;
        $display('Result: %d, Iterations: %d', y_out, count);
    end
    else begin
        y_prev = y_next;
        count = count + 1;
    end
end

endmodule

以下是使用 ModelSim 完成仿真的代码：

module newton_sqrt_tb;

logic signed [31:0] x_in;
logic signed [31:0] y_out;

newton_sqrt dut (
    .x_in(x_in),
    .y_out(y_out)
);

initial begin
    x_in = 25;
    #10;
    x_in = 36;
    #10;
    x_in = 49;
    #10;
    x_in = 64;
    #10;
    $finish;
end

endmodule

在 ModelSim 中运行仿真后，可以看到每个输入值的迭代次数和结果。