Verilog学习笔记基本语法篇（一）·········数据类型

Verilog中共有19种数据类型。

基本的四种类型： reg型、wire型、integer型、parameter型。

其他类型：large型、medium型、small型、scalared型、time型、tri型、trio型、tril型、triand型、trior型、trireg型、vectored型、wand型和wor型。

这14中数据类型除time外都与基本逻辑单元建库有关。



A、常 量

（1）数 字

整数，整型常量即整常数有以下4种进制表示形式：1）二进制（b或B）；2）十进制（d或D）；3）十六进制（h或H）；4）八进制（o或O）。

数字表达式分为三种：

1)<位宽><进制><数字>，这是最完整的形式。

2)<进制><数字>，数字的位宽采用默认位宽（不同的机器系统不同，至少32位）。

3)<数字>，采用默认进制（十进制）。

示例：（位宽指的是时间所占位数，而不是指十六进制有几位。如示例二，每一位十六进制数字需要4位二进制数字表示，所以2位十六进制的位宽为8）

8'b10101100    //位宽为8的二进制数字10101100

8'ha2               //位宽为8的十六进制数字a2

x值和z值：在数字电路中，x代表不定值，z代表高阻值。一个x可以定义十六进制的4位，八进制的3位。z的表示方式同x相同，另外z亦可以用“？”来表示。（case块中用得较多）

4'b10x0            //位宽为4的二进制数从低位数起第二位为不定值

4'b101z            //位宽为4的二进制数从低位数起第一位为高阻值

12'dz               //位宽为12的10进制数，其值为高阻值（形式一）

12'd?               //位宽为12的10进制数，其值为高阻值（形式二）

8'h4x               //位宽为8的十六进制数，其低4位为不定值

负数：在位宽前面加一个减号，减号必须在数字定义表达式的最前面。

-8'd5               //代表5的补数（采用8位二进制表示）

下划线：用于区别开数字的表达式以提高程序的可读性。不能用在位宽和进制的地方，只能用在数字之间（数字前也不可以）。

16'b1010_1011_1111_1010    //合法形式

常量未加标志时，默认为32位的十进制数，字母用八位的ASCII值表示。

"AB"=16'b01000001_01000010             //字符串AB，为十六进制数16'h4142



（2）参数型（parameter）

用parameter来定义一个标志符代表一个常量，称作符号常量，他可以提高程序的可读性和可维护性。parameter是参数型数据的关键字，在每一个赋值语句的右边都必须是一个常数表达式。即该表达式只能包含数字或先前已经定义的参数。

parameter     msb=7;                 //定义参数msb=7

parameter     r=5.7;                   //定义r为一个实型参数5.7

parameter     byte_size=8,byte_msb=byte_size-1;        //利用常数表达式赋值

参数型常量经常用于定义延迟时间和变量宽度。在模块和实例引用时，可以通过参数传递改变在被引用模块或实例中已经定义的参数。

本书（1）（p31）介绍了两种方法：

1）引用实例时，通过参数的传递来改变已经定义的参数值。    Decode   #（4,0） D1（A4，F16）

2）在多层次的模块中，改变参数需要使用defparam命令。     defparam   Test.T.B1.P=2；         //Test、T、B1分别是高层模块中的底层模块实例。



B、变 量

  网络数据类型表示结构实体之间的物理连接。网络数据类型的变量不能储存数值，而且必须受到驱动器（门或连续赋值语句assign）的驱动。

（1）wire型，默认为高阻值z。

网络数据类型包括 wire型 和 tri型 数据。

wire用于表示单个门驱动或者连续赋值语句驱动的网络数据类型；

tri型则用来表示多驱动器驱动的网络型数据。

如果没有定义wire和tri的逻辑强度，在多驱动元的情况下逻辑值会发生冲突，从而产生不确定值。(z的优先级最低，x的优先级最高)


wire / tri        0        1        x        z
0

0        x        x        0
1        x        1        x       
1

x

x        x        x        x
z

0        1        x        z
















wire经常用来表示以assign为关键字的组合逻辑信号。Verilog程序模块中输入输出的信号类型默认时自动定义为wire型。参数定义格式如下;

wire [n-1,0] 数据名1，数据名2...数据名i；          //表示共有 i 条总线，每台总线内有n条线路。或者 wire [n,1] 数据名1，数据名2...数据名i；

[n-1,0] 和 [n,1] 表示该数据的位宽为n。如：

wire      a；            //定义了1个1位的wire数据

wire    [7,0] b;       //定义了1个8位的wire数据

wire    [4,1] a,b;    //定义了2个4位的wire数据



（2）reg型，默认为不定值x。

寄存器是存储单元的抽象，寄存器数据类型的关键字是reg。常用来表示always模块内的指定信号，代表触发器。在always模块内被赋值的每一个信号都必须定义成reg型。格式与wire型类似:

reg [n-1,0] 数据名1，数据名2，...数据名i；

reg [n,1]  数据名1，数据名2，...数据名i；

reg数据可以赋正值，也可以赋负值。但是当一个reg数据是一个表达式的操作式时，它的值被当做无符号值，即正值。如：4位的reg被赋值为-1，在表达式中为+15.

reg型只是表示被定义的信号将被用在always模块中，并不是说reg型数据就一定是存储器或触发器的输出。



（3）memory型（特殊的reg）

在Verilog中通过对reg数据建立数组来对存储器进行建模，用来买哦书RAM ROM和reg文件。verilog中没有多维数组存在，memory型数据是通过扩展reg型数据的地址范围实现的。存储器的地址索引必须是常数表达式（n-1，m-1等必须是常量，符号常量也可以）。如：

reg      [n-1,0] 存储器名[m-1,0];

reg      [n-1,0] 存储器名[m,1];

在这里[n-1,0]定义了存储器中每一个存储单元的大小，即n位寄存器。存储器名后面的[m-1,0],表示定义的存储器中有多少个这样的寄存器。

reg     [7,0] mem[255,0];           //256个8位寄存器的存储器mem

reg     [n-1,0] rega;                   //一个n位的寄存器

reg     mema[n-1,0]                   //n个1位的寄存器形成的存储器

rega = 0;                                  //合法，对n位的寄存器赋值位0

mema = 0;                               //非法，不能对完整的存储器直接赋值

mema[3] = 0;                          //合法，将mema中第三个存储单元赋值为0