数字IC手撕代码--乐鑫科技（次小值与次小值出现的次数）
前言：
本专栏旨在记录高频笔面试手撕代码题，以备数字前端秋招，本专栏所有文章提供原理分析、代码及波形，所有代码均经过本人验证。
目录如下：
1.数字IC手撕代码-分频器（任意偶数分频）
2.数字IC手撕代码-分频器（任意奇数分频）
3.数字IC手撕代码-分频器（任意小数分频）
4.数字IC手撕代码-异步复位同步释放
5.数字IC手撕代码-边沿检测（上升沿、下降沿、双边沿）
6.数字IC手撕代码-序列检测（状态机写法）
7.数字IC手撕代码-序列检测（移位寄存器写法）
8.数字IC手撕代码-半加器、全加器
9.数字IC手撕代码-串转并、并转串
10.数字IC手撕代码-数据位宽转换器（宽-窄，窄-宽转换）
11.数字IC手撕代码-有限状态机FSM-饮料机
12.数字IC手撕代码-握手信号（READY-VALID）
13.数字IC手撕代码-流水握手（利用握手解决流水线断流、反压问题）
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15.数字IC手撕代码-平头哥技术终面手撕真题
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17.数字IC手撕代码-乐鑫科技笔试真题（4倍频）
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...持续更新
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题目
使用 v/sv 编写如下功能模块，求输入信号序列 din 在 din_vld 为高电平的时间段内的次小值与次小值出现的次数
接口信号如下
module sec_min(
input clk,//时钟
input rst_n,//复位
input [9:0] din, //10bit 无符号数
input din_vld, //输入数据有效信号
output [9:0] dout, //次小值
output [8:0] cnt //次小值出现的次数。溢出时重新计数
)；
原理分析
题目要找次小值和次小值出现的次数，我们就可以做两个变量，一个变量存储最小值min，一个变量存储次小值sec_min。这样就有几种可能：
① 输入din < min:
那我们就让min = din, sec_min = min；此时要注意的是，这时候随着次小值和最小值交换顺序，次小值出现的次数也会变成最小值出现的次数，因此不仅要将最小值赋值给次小值，还要将最小值出现次数赋值给次小值出现次数。
② 输入din = min：
需要统计最小值出现的次数，在din<min时，令cnt_sec = cnt_min。
③ 输入din < min_sec：
次小值刷新，最小值不变，令次小值min_sec = din；同时令次小值计数器cnt_sec = 1。
④ 输入din = min_sec：
最小值和次小值均不变，次小值计数器加一。
⑤ 输入din > min_sec：
啥也不干。
代码
module sec_min(input clk , //时钟input rst_n , //复位input [9:0] din , //10bit 无符号数input din_vld , //输入数据有效信号output [9:0] dout , //次小值output [8:0] cnt //次小值出现的次数。溢出时重新计数
);reg [10:0] min,sec_min; //minimum and second minimum
reg [8:0] cnt_sec,cnt_min;
reg [9:0] dout_reg;always @(posedge clk)beginif(!rst_n)begincnt_sec <= 9'd0 ;cnt_min <= 9'd0 ;dout_reg<= 10'd0 ;min <= 11'b111_1111_1111;sec_min <= 11'b111_1111_1111;endelse if(din_vld)beginif(din < min)beginmin <= din ;sec_min <= min ;cnt_sec <= cnt_min ;cnt_min <= 9'd1 ;endelse if(din == min)begincnt_min <= cnt_min + 1'b1;endelse if(din < sec_min)beginsec_min <= din ;cnt_sec <= 9'd1 ;end else if(din == sec_min)begincnt_sec <= cnt_sec + 1'b1;endend
endassign dout = sec_min;
assign cnt = cnt_sec;endmoduletestbench
module tb_sec_min();reg rst_n,clk;reg [9:0] din ;
reg din_vld ;
wire [9:0] dout ;
wire [8:0] cnt ;task input_num;
input [9:0] number;
begin@(posedge clk)begin #1din <= number;end
end
endtaskinitial beginrst_n <= 1;clk <= 0;din_vld <= 0;#5rst_n <= 0;#20rst_n <= 1;din_vld <= 1;repeat(2) begininput_num(15);endrepeat(3)begininput_num(19);endinput_num(18);input_num(17);input_num(16);input_num(14);#30;
end always #5 clk = ~clk;sec_min u_sec_min(
.clk (clk) ,
.rst_n (rst_n) ,
.din (din) ,
.din_vld (din_vld) ,
.dout (dout) ,
.cnt (cnt)
);endmodule波形图
输入序列为：15,15,19,19,19,18,17,16,16,14
随着序列的输入，最小值会从一开始的不可能的取值（1023）,计数器0；依次变为19计数1~3次，18计数1次，17计数1次，16计数1次，15计数2次。
结果验证正确。