veriloghdl语言初步(编辑修改稿)

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计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 58 格式： reg [n1:0] 存储器名 [m1:0]； 或 reg [n1:0] 存储器名 [m:1]； reg [n1:0] ：定义了存储器中每一个存储单元的大小。 [m1:0]：定义了该存储器中有多少个这样的单元。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 59 例 1. 定义一个存储器， 1024个字节，每个字节 8位。 reg [7:0] mymem[1023:0]。 例 2. 存储器与寄存器的区别 reg [n1:0] rega； //一个 n位的寄存器 reg mema[n1:0]； //n个一位寄存器组成的存 储器组 reg [3:0] Amem[63:0]； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 60 说明： 1）数组的维数不能大于 2。 2）存储器属于寄存器数组类型。 连线数据类 型没有相应的存储器类型。 3）单个寄存器说明既能够用于说明寄存器类 型，也可以用于说明存储器类型。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 61 例： parameter ADDR_SIZE = 16 , WORD_SIZE = 8。 reg [WORD_SIZE:1] RamPar [ ADDR_SIZE 1 : 0]， DataReg； RamPar——存储器，是 16个 8位寄存器数组； DataReg——8位寄存器。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 62 4）在赋值语句中需要注意如下区别： 存储器 赋值不能在一条赋值语句中完成，但是寄 存器可以。 因此在存储器被赋值时，需要定 义一个索引。 下例说明它们之间的不同。 reg [5:1] Dig。 // Dig为 5位寄存器。 . . . Dig = 539。 b11011。 // 赋值正确 reg BOg[5:1]。 // Bog为 5个 1位寄存器组成的的存储器组 . . . Bog = 539。 b11011。 // 赋值不正确 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 63 有一种存储器赋值的方法是分别对存储器中的每个字赋值。 例如： reg [3:0] Xrom [4:1]； Xrom[1] = 439。 hA； Xrom[2] = 439。 h8； Xrom[3] = 439。 hF； Xrom[4] = 439。 h2； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 64 四 . 运算符 Verilog语言参考了 C语言中大多数运算 符的语义和句法。 但 Verilog中没有增 1(i++) 和减 1 (i– –)运算符。 1. 算术运算符  +（一元加和二元加）  －（一元减和二元减）  *（乘）  /（除）  %（取模） 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 65 说明 : 1）两个整数相除，结果值要略去小数部分，只取整数部分； 2）取模运算时，结果的符号位采用模运算式里第一个操作数的符号位； 模运算表达式 结果 说明 10 % 4 2 余数为 2 12 % 3 0 整数 11 % 5 1 余数为 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 66 3）在进行算术运算操作时，如果某个操作数 有不确定的值 X或 Z，那么整个结果为 X。 例： 39。 b10x1 + 39。 b01111 结果为不确定数 39。 bxxxxx 4）无符号数和有符号数  若操作数为寄存器型或连线型，或基数格式表示形式的整数则为无符号数；  若为整型或实型，则可以是有符号数。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 67 例： reg [5:0] Bar； integer Tab。 . . . Bar = 639。 d12； //寄存器变量 Bar的十进制数为 52，向量值为 110100。 Tab = 639。 d12； //整数 Tab的十进制数为 12，位 形式为 110100。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 68 5）算术操作结果的长度 算术表达式结果的长度由最长的操作数决 定。 在赋值语句下，算术操作结果的长度由操 作符左端目标长度决定。 reg [3:0] Arc, Bar, Crt； reg [5:0] Frx； . . . Arc = Bar + Crt； Frx = Bar + Crt； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 69 例：算术运算符应用的一个例子。 module arithmetic (a， b， out1， out2， out3， out4， out5) input [2:0] a ， b； output [3:0] out1 ； output [4:0] out3 ； output [2:0] out2 ， out4， out5 ； reg [3:0] out1 ； reg [4:0] out3 ； reg [2:0] out2 ， out4， out5 ； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 70 always @ (a or b) begin out1=a+b ； out2=ab ； out3=a*b ； out4=a/b ； out5=a%b ； end endmodule 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 71 2. 逻辑运算符 逻辑运算符有 3种 :  amp。 amp。 (逻辑与 )  || (逻辑或 ) 。 (逻辑非 ) 说明： 1） amp。 amp。 和 || 为二目运算符，要求有两个操作数。 例 （ ab） amp。 amp。 （ bc） ， a amp。 amp。 b （ ab） ||（ bc） ， a || b 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 72 2）。 是单目运算符，只要求一个操作数。 例： !（ ab） ， ! a 3）在一个逻辑表达式中，如果包含多个逻辑 运算符， 如：。 aamp。 amp。 b||(xy)amp。 amp。 c 按以下优先次序： 。  amp。 amp。 ||  逻辑运算符中，“ amp。 amp。 ‖和“ ||‖的优先级别低于关系运算符，“。 ”高于算术运算符。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 73 3. 位运算  ~ 按位取反；  | 按位或；  amp。 按位与；  ^ 按位异或； 在 Verilog语言中有 7种位逻辑运算符： ^~或 ~^ 按位异或非； ~amp。 按位与非； ~| 按位或非； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 74 例：若 A=539。 b11001； B=539。 b10101，则： ~A=539。 b00110 Aamp。 B= 539。 b10001 A|B= 539。 b11101 A^B= 539。 b01100 说明： 1）按位运算符中，除了“ ~‖为单目运算符外，其 余均为双目运算符。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 75 2）对于双目运算符，如果操作数长度不相等 , 长度较小的操作数在最左侧添 0补位。 3）无论单目按位运算符还是双目按位运算符， 经过按位运算后，原来的操作数有几位，所得 结果仍为几位。 4）不要将逻辑运算符和按位运算符相混淆。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 76 4. 关系运算符 Verilog关系运算符有： （大于） （小于） =（大于等于） =（小于等于） 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 77 例：关系运算符应用的一个例子。 module relation (a， b， out1， out2， out3， out4) input [2:0] a ， b； output out1 ， out2， out3， out4 ； reg out1， out2， out3， out4 ； always @ (a or b) begin out1=ab ； out2=a=b ； out3=ab ； if (a=b) out4=1 else out4=0 end endmodule 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 78 说明： 1）在进行关系运算时，若声明的关系为“假”， 则返回值是“ 0‖；若声明的关系为“真”，则返 回值是“ 1‖； 2）若某个操作数的值不定，则关系是模糊的， 返回值是不定值。 3）所有关系运算符有着相同的优先级别。 关 系运算符的优先级别低于算术运算符。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 79 5. 等式运算符 等式运算符有 4种  = =（等于）  !=（不等于）  = = =（全等）  != =（非全等） 两目运算符 ,要求有两个操作数，得到的结果是 1位的逻辑值。 • 声明的关系为真，结果为 1； • 声明的关系为假，结果为 0； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 80 ―==‖与“ ===‖的区别： == 0 1 x z 0 1 0 x x 1 0 1 x x x x x x x z x x x x === 0 1 x z 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 x 0 0 1 0 z 0 0 0 1 相等运算符真值表 全等运算符真值表 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 81 6. 缩位运算符（归约运算符） 单目运算符，也有与、或、非运算。 包括下面几种：  amp。 ——与  ~amp。 ——与非  | ——或  ~| ——或非  ^——异或  ^~， ~^——同或 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 82 其与、或、非运算规则类似于位运算符的运算规则，但其运算过程不同。 对操作数的相应位进行与、或、非运算，操作数是几位数，则运算结果是几位。 位运算： 缩位运算： 对单个操作数进行与、或、非递推运算，最后的运算结果是 1位的二进制数。 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P. 83 具体运算过程： 第一步：先将操作数的第 1位与第 2位进行与、 或、非运算； 第二步：将运算结果与第 3位进行与、或、非 运算，依次类推，直至最后一位。 例： reg[3:0] a； b=amp。 a； 若： A=539。 b11001 则： amp。 A=0； |A=1； 计算机系统综合课程设计 2020年教育部 英特尔精品课程 P.。