Verilog 变量声明与数据类型一

Verilog 变量声明与数据类型一

Verilog语法中最基本的数据类型有 线网（wire），寄存器（reg）和整数（integer）三种类型，这三种数据类型是可综合的数据类型，在Verilog 程序设计中被广泛使用。其它还有可以用于仿真的数据类型如 timer，real，字符串等变量都可以看作reg类型的扩展。wire,reg ,integer,timer,real是声明变量类型的关键字。变量必须先声明后使用，声明后变量的数据类型也就确定了。变量声明是模块（module)内惟一的，不能在同一个模块或函数内重复声明。

1. 线网（wire）：

线网（wire）类型表示逻辑单元或实例之间的连线，一般由逻辑单元的输出驱动。没有连接驱动的wire型变量的值为高阻’z’。

• wire类型变量的使用：
• wire型变量的声明与赋值

 

wire类型的变量只能由assign语句赋值，或在声明时赋初值。而且赋值的机会只有一次。

变量声明实例：

wire a, b;

wire c = 0;

wire d = 1'b1;

assign a = c;

声明a, b为线网类型，并将c的值赋给a, 此时a的为0；而且a只有这一次赋值机会。

变量c在声明的时候赋初值为0，此后c就一直保留该值，不能再给c赋值，也不能再次声明。

注意：wire类型的变量不能重复赋值。

•  
• 桥接

 

Wire 型变量作为中间变量可以实现桥接的作用。在下面的例子中可以看出，wire型变量起到变量之间值传递的作用。

实例1：

module wire_bridge

(

input a,b,ci,

output y,co

);

 

wire d, e, f;

 

assign d = a ^ b;

assign e = a & b;

assign f = ci & d;

assign y = d ^ ci;

assign co = e | f;

 

endmodule

wire变量在逻辑电路中的对应关系，简单的说就是起到连线的作用。

 

 

在例化模块之间传递变量。

实例2：

module fadder4

(

input ci,

input [3:0] a,

input [3:0] b,

 

output [3:0] y,

output co

);

 

wire co1,co2,co3;

 

// 例化 一位全加器，并重复使用4次

fadder1 fadder1_inst1

(

.ci (ci),

.a (a[0]),

.b (b[0]),

.y (y[0]),

.co (co1)

);

 

fadder1 fadder1_inst2

(

.ci (co1),

.a (a[1]),

.b (b[1]),

.y (y[1]),

.co (co2)

);

 

fadder1 fadder1_inst3

(

.ci (co2),

.a (a[2]),

.b (b[2]),

.y (y[2]),

.co (co3)

);

 

fadder1 fadder1_inst4

(

.ci (co3),

.a (a[3]),

.b (b[3]),

.y (y[3]),

.co (co)

);

 

endmodule

wire型变量只能在并发语句或例化模块中被赋值，如实例1中的 d,e,f和实例2中co1，co2，co3; 但wire型变量可以根据需要在并发语句或顺序语句中赋值给其他变量。

对wire型变量的变量赋值，只能采用并发语句赋值。变量定义时初始化时赋值和例化模块的输出赋值，wire型变量不能在顺序语句中被赋值。

寄存器（reg ）类型：

寄存器（reg）是一种具有记忆功能的数据类型。用来表示存储单元，它会保持数据原有的值，直到被改写。一般分为锁存器和触发器两种。但无论哪一种建模，它们都只能在顺序语句中被赋值，而不能在并发语句中赋值。

例：

reg a; reg b; always@(*) begin a <= 1’b1; b <= 1’b0; end

而 assign a = 1’b1; 就是错误的；因为a是reg型变量。

与wire类型变量不同的时，在reg型变量声明时可以赋初值，而后续的顺序语句可以对该变量继续赋值，从而修改原值。而wire型变量只有一次赋值机会。

注意：在同一个顺序过程语句中可以对reg型变量多次赋值，后面的赋值会替代前面的赋值，充分利用这一特点，可以是程序更简洁。但不允许在多个顺序过程语句中对同一个reg型变量都赋值。

 

module reg_assign ( input clk, input a, input b, input sel, output c ); reg ma; //顺序过程语句1 always @(posedge clk) begin if(sel) ma <= a; end //顺序过程语句2 always @(posedge clk) begin if(!sel) ma <= b; end assign c = ma; endmodule

上面的例子红色部分是有问题的，虽然reg 型变量允许被多次赋值，但不能在不同的顺序过程中多次赋值。上面的代码可以修改如下：

module reg_assign

(

input clk,

 

input a,

input b,

 

input sel,

output c

);

 

reg ma;

 

//顺序过程语句1

always @(posedge clk)

begin

if(sel)

ma <= a;

else

ma <= b;

end

 

assign c = ma;

 

endmodule

wire型变量与reg型变量都可以使用向量（vector）进行声明；

如 : wire [3:0] a, b;

reg [3:0] c, d;

向量的运算遵循运算符的规则，细节参见verilog 运算符。