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FPGA教學——Verilog語法

2022-08-17
來源:FPGA之家
關鍵詞: Verilog語法

  動態截取固定長度數據語法,即+:和-:的使用,這兩個叫什么符號呢?運算符嗎?

  Verilog比較方便的一個特點就是數據的截取和拼接功能了,截取使用方括號[],拼接使用大括號{},例如

  reg [7:0] vect;

  wire a;

  wire [3:0] b,

  wire [5:0] c;

  assign a = vect[1];       //取其中1Bit

  assign b[3:0] = vect[7:4];//截取4Bit

  assing c[5:0] = {a, b[3:0], 1'b1}; //拼接

  于是舉一反三(zi zuo cong ming),為了實現動態截取固定長度數據的功能,使用軟件編程的思維寫了如下語句,功能很好理解,根據cnt的值,每次截取vect的5Bit數據。:

  reg [7:0] vect;

  reg [1:0] cnt;

  wire [4:0] out;

  assign out = vect[cnt+4:cnt];

  一頓操作猛如虎,編譯一看傻如狗。使用ModelSim編譯之后,提示有如下語法錯誤:

  ** Error: test.v(10): Range must be bounded by constant expressions.

  提示vect的范圍必須為常量表達式。也就是必須為,vect[6:2]或vect[7:4],不能是vect[a:0],vect[4:b],或vect[a:b]。額,這該怎么辦呢?

  既然有這個使用場景,那Verilog在設計之初就應該會考慮到這個應用吧!于是就去翻IEEE的Verilog標準文檔,在5.2.1章節發現了一個用法可以實現我這個需求,那就是+:和-:符號,這個用法很少,在大部分關于FPGA和Verilog書籍中都沒有提到。

  微信圖片_20220817155114.jpg

  (獲取IEEE官方Verilog標準文檔IEEE_Verilog_1364_2005.pdf下載,公眾號(ID:電子電路開發學習)后臺回復【Verilog標準】)

  大致意思就是,可以實現動態截取固定長度的數據,基本語法為:

  vect[base+:width]或[base-:width]

  其中base可以為變量,width必須為常量。

  下面來舉幾個例子來理解這個符號。

  有如下定義:

  reg [7:0] vect_1;

  reg [0:7] vect_2;

  wire [2:0] out;

  以下寫法分別表示什么呢?

  vect_1[4+:3];

  vect_1[4-:3];

  vect_2[4+:3];

  vect_2[4-:3];

  分為三步:

  1.先看定義。

  vect_1[7:0]定義是大端模式,則vect_1[4+:3]和vect_1[4-:3]轉換后也一定為大端模式;vect_2[0:7]定義是小端模式,則vect_2[4+:3]和vect_2[4-:3]轉換后也一定為小端模式。

  2.再看升降序。

  其中+:表示升序,-:表示降序

  3.看寬度轉換。

  vect_1[4+:3]表示,起始位為4,寬度為3,**升序**,則vect_1[4+:3] = vect_1[6:4]

  vect_1[4-:3]表示,起始位為4,寬度為3,**降序**,則vect_1[4-:3] = vect_1[4:2]

  微信圖片_20220817155144.jpg

  同理,

  vect_2[4+:3]表示,起始位為4,寬度為3,升序,則vect_2[4+:3] = vect_2[4:6]

  vect_2[4-:3]表示,起始位為4,寬度為3,降序,則vect_2[4-:3] = vect_2[2:4]

  微信圖片_20220817155156.jpg

  ModelSim仿真驗證,新建test.v文件:

  module test;

  reg [7:0] vect_1;

  reg [0:7] vect_2;

  initial

  begin

  vect_1 = 'b0101_1010;

  vect_2 = 'b0101_1010;

  $display("vect_1[7:0] = %b, vect_2[0:7] = %b", vect_1, vect_2);

  $display("vect_1[4+:3] = %b, vect_1[4-:3] = %b", vect_1[4+:3], vect_1[4-:3]);

  $display("vect_2[4+:3] = %b, vect_2[4-:3] = %b", vect_2[4+:3], vect_2[4-:3]);

  $stop;

  end

  endmodule

  在ModelSim命令窗口輸入:

  //進入到源文件所在文件夾

  cd c:/users/whik/desktop/verilog

  //編譯

  vlog test.v

  //仿真

  vsim work.test

  //運行

  run -all

  //運行結果

  # vect_1[7:0] = 01011010, vect_2[0:7] = 01011010

  # vect_1[4+:3] = 101, vect_1[4-:3] = 110

  # vect_2[4+:3] = 101, vect_2[4-:3] = 011

  # ** Note: $stop    : test.v(15)

  #    Time: 0 ps  Iteration: 0  Instance: /test

  # Break in Module test at test.v line 15

  這種語法表示需要注意,前者起始位可以是變量,后者的寬度必須是常量,即vect[idx+:cnt]不符合語法標準,vect[idx+:4]或vect[idx-:4]才符合。


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微信圖片_20210517164139.jpg

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