Verilog HDL語言的數(shù)據(jù)類型和運算符與表達式解析

1、標志符

標識符可以是一組字母、數(shù)字、下劃線和$符號的組合，且標識符的第一個字符必須是字母或者下劃線。另外，標識符區(qū)分大小寫。要注意的是Verilog HDL定義了一系列保留字作為關(guān)鍵字，但只要小寫的關(guān)鍵字才是保留字，所以對于不確定是否為保留字，可以將標識符首字母大寫。

2、數(shù)據(jù)類型

1、wire型

Verilog程序模塊中輸入、輸出信號類型默認時自定義為wire型。

wire型信號的定義格式如下：

wire[n-1:0] 數(shù)據(jù)名1，數(shù)據(jù)名2，...數(shù)據(jù)名N;

總共定義了N條線，每條線的位寬為n。

2、reg型

reg是寄存器數(shù)據(jù)類型的關(guān)鍵字，是數(shù)據(jù)存儲單元的抽象，通過賦值語句可以改變寄存器存儲的值。reg型數(shù)據(jù)常用來表示always模塊內(nèi)的指定信號，在always塊內(nèi)被賦值的每一個信號都必須定義為reg型。

reg型信號的定義格式如下：

wire[n-1:0] 數(shù)據(jù)名1，數(shù)據(jù)名2，...數(shù)據(jù)名N;

總共定義了N個寄存器變量，每條線的位寬為n。

3、memory型

Verilog通過對reg型變量建立數(shù)組來對存儲器建模，memory型通過擴展reg型數(shù)據(jù)的地址范圍來達到二維數(shù)組的效果。其定義的格式如下：

reg[n-1:0] 存儲器名 [m-1:0];

其中，reg[n-1:0]定義了每一個存儲器中每一個存儲單元的大??；存儲器后面的[m-1:0]則定義了存儲器的大小。

eg：reg [15:0] ROMA [7:0];

即定義了一個存儲位寬為16位，存儲深度為8的一個存儲器。

要注意的是，一個n位的寄存器可以在一條賦值語句中直接進行賦值，而一個完整的存儲器則不行。如果要對memory型存儲單元進行讀寫，則必須要指明地址。

4、parameter型

在Verilog HDL中用parameter來定義常量。

parameter型信號的定義格式如下：

parameter 參數(shù)名1=數(shù)據(jù)名1;

3、模塊端口

1、input：模塊從外界讀取數(shù)據(jù)的接口，在模塊內(nèi)不可寫。

2、output：模塊往外界送出數(shù)據(jù)的接口，在模塊內(nèi)不可讀。

3、inout：可讀取數(shù)據(jù)也可送出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可雙向流動。

4、常量集合

Verilog HDL有四種基本數(shù)值：

(1)0：邏輯0或“假”；

(2)1：邏輯1或“真”；

(3)x：未知；

(4)z：高阻。

1、整數(shù)

整數(shù)型可以按如下兩種方式書寫：簡單的十進制數(shù)格式及基數(shù)表示格式。

(1)簡單的十進制數(shù)格式

eg：45 -46

負數(shù)以補碼表示。

(2)基數(shù)表示格式

基數(shù)表示的整數(shù)格式為：

[長度]'基數(shù) 數(shù)值

eg：6'b9 5'o9 9'd6

2、實數(shù)

(1)十進制計數(shù)法

eg：2.0 16539.236

(2)科學計數(shù)法

eg：235.12e2 5e-4

其中，e與E相同。

3、字符串

字符串是雙引號內(nèi)的字符序列，字符串不能分成多行書寫。字符串是8位ASCLL值的序列。

eg：reg[1:8*7]Char;

Char="counter"

5、運算符和表達式

1、基本算術(shù)運算符

包含：+、-、*、/、%

其中，取模運算(%)結(jié)果的符號位和模運算的第一個操作數(shù)的符號保持一致(按照無符號進行運算，再對結(jié)果添加符號)。

2、賦值運算符

賦值運算分為連續(xù)賦值和過程賦值兩種。

(1)連續(xù)賦值

連續(xù)賦值語句只能用來對線網(wǎng)型變量進行賦值，而不能對寄存器變量進行賦值，在實際使用時，有以下幾種應用：

I.對標量線網(wǎng)型賦值

(2)過程賦值

過程賦值主要用于兩種結(jié)構(gòu)化模塊(initial模塊和always模塊)中的賦值語句，在過程塊中只能使用過程賦值語句，不能出現(xiàn)連續(xù)賦值語句。其中，賦值操作符有兩種：“=”和“<=”，分別代表阻塞賦值和非阻塞賦值。

過程賦值語句只能對寄存器類型的變量(reg、integer、real和time)進行操作。對于存儲器類型，只能對指定地址單元的整個字進行賦值，不能對其中某些位單獨賦值。

3、關(guān)系運算符

關(guān)系運算符共8種：>、>=、<、<=、==(邏輯相等)、!=(邏輯不相等)、===(實例相等)、!==(實例不相等)。

實例算子===和!==可以比較含有X和Z的操作數(shù)。

4、邏輯運算符

(1)&& 邏輯與

(2)|| 邏輯或

(3)！邏輯非

5、條件運算符

三目運算符，格式如下：

y = x ? a : b;

若第一個操作數(shù)y=x為True，算子返回第二個操作數(shù)a，否則返回第三個操作數(shù)b。

6、位運算符

按位進行邏輯運算，共有7中邏輯運算符：

~非、&與、|或、^異或、^~同或、~&與非、|~或非。

如果兩個操作數(shù)的長度不相等，將會對較短的數(shù)高位補零，使輸出結(jié)果的長度與位寬較長的操作數(shù)的長度保持一致。

7、移位運算符

左移<<一位相當于乘2，右移一位相當于除2.

s<

8、一元約簡運算符

單目運算符。其運算過程為：首先將操作數(shù)的第一位與第二位進行與、或、非運算；然后再將結(jié)果和第三位進行與、或、非運算，以此類推，直至最后一位。

eg：reg [3:0] s1;

reg s2;

s2=&s1;

文章出處：【微信公眾號：FPGA之家】

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