Theo dõi giá trị lớn nhất và lớn nhì của một luồng dữ liệu

"Tìm phần tử lớn nhì trong một lần duyệt" là câu phỏng vấn kinh điển của phần mềm. Phiên bản phần cứng chạy trên một luồng: mỗi nhịp có thể có một giá trị mới, và mạch luôn giữ sẵn hai giá trị lớn nhất đã thấy. Mạch kiểu này dùng để theo dõi độ trễ lớn nhất, công suất đỉnh, hay mức đầy cao nhất của FIFO.

module top2 (
  input  logic       clk,
  input  logic       rst_n,     // reset bất đồng bộ: max = second = 0
  input  logic       clear,     // đồng bộ: max = second = 0 (ưu tiên hơn valid)
  input  logic       valid,
  input  logic [7:0] x,
  output logic [7:0] max,       // lớn nhất trong các x đã nhận
  output logic [7:0] second     // lớn nhì (tính cả trùng lặp)
);

Coi như mạch đã "thấy" sẵn hai số 0 lúc bắt đầu. Sau khi nhận một dãy giá trị, max và second là hai phần tử lớn nhất của dãy (kể cả hai số 0 ban đầu), tính cả trùng lặp: dãy 7, 7 cho max = 7, second = 7; dãy 7, 3 cho max = 7, second = 3.

Testbench đặt tín hiệu và đọc ngõ ra ở sườn xuống của clock.