Dãy bit 1 liên tiếp dài nhất trong một từ 16 bit

Câu đố phỏng vấn quen thuộc: "tìm dãy bit 1 liên tiếp dài nhất". Phần mềm làm bằng vòng lặp. Trong RTL, vòng for trong always_comb được trải ra thành mạch tổ hợp: 16 bước nối tiếp nhau trong cùng một nhịp. Bài này luyện viết vòng lặp tổng hợp được và nghĩ về phần cứng mà nó tạo ra.

module longest_run (
  input  logic [15:0] x,
  output logic [4:0]  len,    // độ dài dãy bit 1 liên tiếp dài nhất (0…16)
  output logic [3:0]  pos     // vị trí bit THẤP NHẤT của dãy đó; nhiều dãy cùng dài thì lấy dãy ở bit thấp nhất
);

Khi x = 0 thì pos = 0. Mạch tổ hợp; testbench đọc ngõ ra 1 ns sau khi đổi x.