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2023-06-19 14:52 西安电子科技大学芯片研发

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IC学霸笔记|Verilog基本语法之数据类型及常量、变量

数据类型

数据类型是用来表示数字电路中的数据存储和传送单元

4种基本的数据类型：

integer（整形）
parameter类型
reg
wire（线网）

常量

常量在程序运行的过程中，其值不允许被改变

包括：

数字（包括整形，x和z值，负数）
parameter常量（或称符号常量）

1.整数型常量

二进制（b/B）
十进制（d/D)
十六进制 (h/H)
八进制 (o/O)

整常数的3种表达方式

2.x和z值

x表示不定值（8'b1001xxxx或8’h9x);

z表示高阻值（8'b1001zzzz或8’h9z);

每个字符代表的二进制的宽度取决于所用的进制；

当用二进制表示时，以表明位宽的数若用x或者z表示某些位，则只有在最左边的x或z具有扩展性例如：8'bzx = 8'bzzzz_zzzx 8'b1x = 8'b0000_001x

?是z的另一种表示符号，建议在case语句中使用？表示高阻态z。

casez (select)
    4'h???1: out=a;
    4'h??1?: out=b;
    4'h?1??: out=c;
    4'h1???: out=d;
endcase

3.负数

在位宽前边加一个负号，表示负数；

如：-8’d5 //5的补数 =8'11111011

负号不能放在位宽和进制之间，也不能放在进制和数字之间

4.parameter常量（符号常量）

用parameter来定义一个标示符，代表一个常量，称为符号常量

格式：
parameter 参数名1 = 表达式，参数名2 = 表达式；
parameter 参数型数据的确认符，后边的为赋值语句表

每个赋值语句的右边必须为常数表达式，且只能包含数字或先前定义过的符号常量：

parameter addrwidth =16; //合法

parameter addrwidth = addrwidth * 2 //非法

常用参数来定义延时时间和变量宽度

可用字符串表示的任何地方，都可用定义的参数来代替；

参数是本地的，其定义只在本模块有效；

在模块或实例例化时，可通过参数传递改变在被引用模块或实例中已定义的参数

localparam 符号常量：

格式：
localparam 参数名1 = 表达式，参数名2 = 表达式；
localparam 参数型数据的确认符，后边的为赋值语句表

parameter可作为在顶层模块中例化底层模块时传递参数的接口；

localparam的作用域仅仅限于当前module，不能作为参数传递的接口；

实例：

module mod (out, ina, inb);
...
parameter cycle = 8, real_cinstant = 2.039;
...
endmodule 


module test;
...
mod #(6,3.19) mk(out,ain,bin); //对mod模块的实例引用及参数的传递
...
endmodule

变量

在程序运行过程中，其值可以改变的量，称为变量；

常用的有3种：

网络型（nets）
寄存器型（register）
数组（memory）

1.net型变量

输出始终随输入的变化二变化的变量（表示结构实体之间的物理连接）

常用的net变量为wire。

wire型变量
最常用的nets型变量，常用来表示以assign语句赋值的组合逻辑信号
模块中的输入/输出信号类型缺省为wire型
可用做任何方程式的输入，或“assign”语句和实例元件的输出。

2.register 型变量

常用来表示过程块语句（initial always，task，function）内的指定信号

常用register型变量：
reg：常代表触发器
integer：32位带符号整数型变量
real：64位带符号实数型变量
time：无符号时间变量

register变量与net变量的根本区别：register变量要被明确的赋值，并且在被重新赋值前一直保持原值

register变量必须通过过程语句块赋值，不能使用assign语句块赋值

在过程语句块内赋值的每个信号必须定义成register型。

reg型变量

在过程块中被赋值的信号，往往代表触发器，但不一定就是触发器（也可以是组合逻辑信号）

reg与wire的区别：

//reg型变量既可以生成触发器，也可以生成组合逻辑
//wire型变量只能生成组合逻辑

//用reg变量生成组合逻辑

module rw1(a,b,out1,out2);
input   a,b;
output  out1, out2;
reg     out1;
wire    out2;

assign out2 = a;   //连续赋值语句
always @(b)        //电平触发
       out1 <=~b;  //过程赋值语句
endmodule 

//用reg变量生成触发器

module rw2(clk,d,out1,out2);
input   clk,d;
output  out1, out2;
reg     out1;
wire    out2;

assign out2 = d & ~out1;   //连续赋值语句
always @(posedge clk)        //边沿触发
     begin
       out1 <= d;  //过程赋值语句
 end
endmodule

边沿触发和电平触发的区别：

边沿触发：posedge定义为上升沿触发，只有在后面信号由低变高的时候才触发，negedge正好相反，为下降沿触发。

电平触发：当敏感信号发生变化是触发

3.memory型变量——数组

有若干个相同宽度的reg向量构成的数组

Verilog 通过reg型变量简历数组来对存储器建模

memory型变量可描述RAM,ROM和reg文件

memory型变量通过扩展reg型变量的地址范围来生成

reg [n-1:0] 存储器名[m-1:0]; 每个存储单元位宽为n，共有m个存储单元

例：

reg [n-1:0] rega; //一个n位的寄存器；

reg mema [n-1:0] ； //n个一位寄存器组成的存储器