數(shù)據(jù)類型及常量、變量

數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型是用來(lái)表示數(shù)字電路中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳送單元

4種基本的數(shù)據(jù)類型

integer（整形）

parameter類型

reg

wire（線網(wǎng)）

常量

在程序運(yùn)行的過(guò)程中，其值不允許被改變

包括：

數(shù)字（包括整形，x和z值，負(fù)數(shù)）

parameter常量（或稱符號(hào)常量）

1. 整數(shù)型常量

二進(jìn)制 （b/B）

十進(jìn)制 （d/D)

十六進(jìn)制 (h/H)

八進(jìn)制 (o/O)

整常數(shù)的3種表達(dá)方式

注：位寬表示二進(jìn)制時(shí)的寬度

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);

每個(gè)字符代表的二進(jìn)制的寬度取決于所用的進(jìn)制；

當(dāng)用二進(jìn)制表示時(shí)，以表明位寬的數(shù)若用x或者z表示某些位，則只有在最左邊的x或z具有擴(kuò)展性例如：8'bzx = 8'bzzzz_zzzx 8'b1x = 8'b0000_001x

?是z的另一種表示符號(hào)，建議在case語(yǔ)句中使用？表示高阻態(tài)z。

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

3.負(fù)數(shù)

在位寬前邊加一個(gè)負(fù)號(hào)，表示負(fù)數(shù)；

如：-8’d5 //5的補(bǔ)數(shù) =8'11111011

負(fù)號(hào)不能放在位寬和進(jìn)制之間，也不能放在進(jìn)制和數(shù)字之間

4.parameter常量（符號(hào)常量）

用parameter來(lái)定義一個(gè)標(biāo)示符，代表一個(gè)常量，稱為符號(hào)常量

格式：

parameter 參數(shù)名1 = 表達(dá)式， 參數(shù)名2 = 表達(dá)式；

parameter 參數(shù)型數(shù)據(jù)的確認(rèn)符，后邊的為賦值語(yǔ)句表

每個(gè)賦值語(yǔ)句的右邊必須為常數(shù)表達(dá)式，且只能包含數(shù)字或先前定義過(guò)的符號(hào)常量：

parameter addrwidth =16; //合法

parameter addrwidth = addrwidth * 2 //非法

常用參數(shù)來(lái)定義延時(shí)時(shí)間和變量寬度

可用字符串表示的任何地方，都可用定義的參數(shù)來(lái)代替；

參數(shù)是本地的，其定義只在本模塊有效；

在模塊或?qū)嵗瘯r(shí)，可通過(guò)參數(shù)傳遞改變?cè)诒灰媚K或?qū)嵗幸讯x的參數(shù)

localparam 符號(hào)常量：

格式：

localparam 參數(shù)名1 = 表達(dá)式， 參數(shù)名2 = 表達(dá)式；

localparam 參數(shù)型數(shù)據(jù)的確認(rèn)符，后邊的為賦值語(yǔ)句表

parameter可作為在頂層模塊中例化底層模塊時(shí)傳遞參數(shù)的接口；

localparam的作用域僅僅限于當(dāng)前module，不能作為參數(shù)傳遞的接口；

實(shí)例：

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




module test;
...
mod #(6,3.19) mk(out,ain,bin); //對(duì)mod模塊的實(shí)例引用及參數(shù)的傳遞
...
endmodule

變量

在程序運(yùn)行過(guò)程中，其值可以改變的量，稱為變量；

常用的有3種：

網(wǎng)絡(luò)型（nets）

寄存器型（register）

數(shù)組（memory）

1.net型變量

輸出始終隨輸入的變化二變化的變量（表示結(jié)構(gòu)實(shí)體之間的物理連接）

常用的net變量為wire。

wire型變量

最常用的nets型變量，常用來(lái)表示以assign語(yǔ)句賦值的組合邏輯信號(hào)

模塊中的輸入/輸出信號(hào)類型缺省為wire型

可用做任何方程式的輸入，或“assign”語(yǔ)句和實(shí)例元件的輸出。

2.register 型變量

對(duì)應(yīng)具有狀態(tài)保持作用的電路元件（如觸發(fā)器，寄存器）

常用來(lái)表示過(guò)程塊語(yǔ)句（initial always，task，function）內(nèi)的指定信號(hào)

常用register型變量：

reg：常代表觸發(fā)器

integer：32位帶符號(hào)整數(shù)型變量

real：64位帶符號(hào)實(shí)數(shù)型變量

time：無(wú)符號(hào)時(shí)間變量

register變量與net變量的根本區(qū)別：register變量要被明確的賦值，并且在被重新賦值前一直保持原值

register變量必須通過(guò)過(guò)程語(yǔ)句塊賦值，不能使用assign語(yǔ)句塊賦值

在過(guò)程語(yǔ)句塊內(nèi)賦值的每個(gè)信號(hào)必須定義成register型。

reg型變量

在過(guò)程塊中被賦值的信號(hào)，往往代表觸發(fā)器，但不一定就是觸發(fā)器（也可以是組合邏輯信號(hào)）

· reg與wire的區(qū)別：

//reg型變量既可以生成觸發(fā)器，也可以生成組合邏輯
//wire型變量只能生成組合邏輯


//用reg變量生成組合邏輯


module rw1(a,b,out1,out2);
input   a,b;
output  out1, out2;
reg     out1;
wireout2;


assign out2 = a;   //連續(xù)賦值語(yǔ)句
always @(b)        //電平觸發(fā)
       out1 <=~b;  //過(guò)程賦值語(yǔ)句
endmodule?


//用reg變量生成觸發(fā)器


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


assign out2 = d & ~out1;   //連續(xù)賦值語(yǔ)句
always @(posedge clk)        //邊沿觸發(fā)
     begin
       out1 <= d;  //過(guò)程賦值語(yǔ)句
 end
endmodule 

· 邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)的區(qū)別：

邊沿觸發(fā)：posedge定義為上升沿觸發(fā)，只有在后面信號(hào)由低變高的時(shí)候才觸發(fā)，negedge正好相反，為下降沿觸發(fā)。

電平觸發(fā)：當(dāng)敏感信號(hào)發(fā)生變化是觸發(fā)

3.memory型變量——數(shù)組

有若干個(gè)相同寬度的reg向量構(gòu)成的數(shù)組

Verilog 通過(guò)reg型變量簡(jiǎn)歷數(shù)組來(lái)對(duì)存儲(chǔ)器建模

memory型變量可描述RAM,ROM和reg文件

memory型變量通過(guò)擴(kuò)展reg型變量的地址范圍來(lái)生成

reg [n-1:0] 存儲(chǔ)器名[m-1:0]; 每個(gè)存儲(chǔ)單元位寬為n，共有m個(gè)存儲(chǔ)單元

例：

reg [n-1:0] rega; //一個(gè)n位的寄存器；

reg mema [n-1:0] ； //n個(gè)一位寄存器組成的存儲(chǔ)器

賦值方式不同：

一個(gè)n位的寄存器可用一條賦值語(yǔ)句賦值，一個(gè)完整的存儲(chǔ)器則不行，若要對(duì)某存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫操作，必須指明該單元在存儲(chǔ)器中的地址！

例：

rega=0; //合法賦值語(yǔ)句

mema=0; // 非合法賦值語(yǔ)句

mema[8]=1;//合法賦值語(yǔ)句

mema[1023:0]=0; //合法賦值語(yǔ)句

審核編輯：劉清