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线网（wire）寄存器（reg）向量整数，实数，时间寄存器变量数组存储器参数字符串

线网（wire）

Verilog 最常用的 2 种数据类型就是线网（wire）与寄存器（reg），其余类型可以理解为这两种数据类型的扩展或辅助。

wire 类型表示硬件单元之间的物理连线，由其连接的器件输出端连续驱动。如果没有驱动元件连接到 wire 型变量，缺省值一般为 "Z"。举例如下：

(资料图)

实例

wireinterrupt ;

wireflag1, flag2 ;

wiregnd = 1"b0 ;

线网型还有其他数据类型，包括 wand，wor，wri，triand，trior，trireg 等。这些数据类型用的频率不是很高，这里不做介绍。

寄存器（reg）

寄存器（reg）用来表示存储单元，它会保持数据原有的值，直到被改写。声明举例如下：

实例

regclk_temp;

regflag1, flag2 ;

例如在 always 块中，寄存器可能被综合成边沿触发器，在组合逻辑中可能被综合成 wire 型变量。寄存器不需要驱动源，也不一定需要时钟信号。在仿真时，寄存器的值可在任意时刻通过赋值操作进行改写。例如：

实例

regrstn ;

initialbegin

rstn = 1"b0 ;

#100 ;

rstn = 1"b1 ;

end

向量

当位宽大于 1 时，wire 或 reg 即可声明为向量的形式。例如：

实例

reg[3:0] counter ; //声明4bit位宽的寄存器counter

wire[32-1:0] gpio_data; //声明32bit位宽的线型变量gpio_data

wire[8:2]addr ; //声明7bit位宽的线型变量addr，位宽范围为8:2

reg[0:31]data ; //声明32bit位宽的寄存器变量data, 最高有效位为0

对于上面的向量，我们可以指定某一位或若干相邻位，作为其他逻辑使用。例如：

实例

wire[9:0] data_low = data[0:9] ;

addr_temp[3:2] = addr[8:7] + 1"b1 ;

Verilog 支持可变的向量域选择，例如：

实例

reg[31:0] data1 ;

reg[7:0] byte1 [3:0];

integerj ;

always@* begin

for(j=0; j<=3;j=j+1) begin

byte1[j] = data1[(j+1)8-1 : j8];

//把data1[7:0]…data1[31:24]依次赋值给byte1[0][7:0]…byte[3][7:0]

end

end

Verillog 还支持指定 bit 位后固定位宽的向量域选择访问。

[bit+: width]: 从起始 bit 位开始递增，位宽为 width。[bit-: width]: 从起始 bit 位开始递减，位宽为 width。

实例

//下面 2 种赋值是等效的

A = data1[31-: 8] ;

A = data1[31:24] ;

//下面 2 种赋值是等效的

B = data1[0+ : 8] ;

B = data1[0:7] ;

对信号重新进行组合成新的向量时，需要借助大括号。例如：

实例

wire[31:0] temp1, temp2 ;

assigntemp1 = {byte1[0][7:0], data1[31:8]}; //数据拼接

assigntemp2 = {32{1"b0}}; //赋值32位的数值0

整数，实数，时间寄存器变量

整数，实数，时间等数据类型实际也属于寄存器类型。

整数（integer）

整数类型用关键字 integer 来声明。声明时不用指明位宽，位宽和编译器有关，一般为32 bit。reg 型变量为无符号数，而 integer 型变量为有符号数。例如：

实例

reg[31:0] data1 ;

reg[3:0] byte1 [7:0]; //数组变量，后续介绍

integerj ; //整型变量，用来辅助生成数字电路

always@* begin

for(j=0; j<=3;j=j+1) begin

byte1[j] = data1[(j+1)8-1 : j8];

//把data1[7:0]…data1[31:24]依次赋值给byte1[0][7:0]…byte[3][7:0]

end

end

此例中，integer 信号 j 作为辅助信号，将 data1 的数据依次赋值给数组 byte1。综合后实际电路里并没有 j 这个信号，j 只是辅助生成相应的硬件电路。

实数（real）

实数用关键字 real 来声明，可用十进制或科学计数法来表示。实数声明不能带有范围，默认值为 0。如果将一个实数赋值给一个整数，则只有实数的整数部分会赋值给整数。例如：

实例

realdata1 ;

integertemp ;

initialbegin

data1 = 2e3 ;

data1 = 3.75 ;

end

initialbegin

temp = data1 ; //temp 值的大小为3

end

时间（time）

Verilog 使用特殊的时间寄存器 time 型变量，对仿真时间进行保存。其宽度一般为 64 bit，通过调用系统函数 $time 获取当前仿真时间。例如：

实例

timecurrent_time ;

initialbegin

#100 ;

current_time = $time ; //current_time 的大小为 100

end

数组

在 Verilog 中允许声明 reg, wire, integer, time, real 及其向量类型的数组。

数组维数没有限制。线网数组也可以用于连接实例模块的端口。数组中的每个元素都可以作为一个标量或者向量，以同样的方式来使用，形如：<数组名>[<下标>]。对于多维数组来讲，用户需要说明其每一维的索引。例如：

实例

integerflag [7:0] ; //8个整数组成的数组

reg[3:0] counter [3:0] ;//由4个4bit计数器组成的数组

wire[7:0]addr_bus [3:0] ;//由4个8bit wire型变量组成的数组

wiredata_bit[7:0][5:0] ; //声明1bit wire型变量的二维数组

reg[31:0] data_4d[11:0][3:0][3:0][255:0] ; //声明4维的32bit数据变量数组

下面显示了对数组元素的赋值操作：

实例

flag [1] = 32"d0 ; //将flag数组中第二个元素赋值为32bit的0值

counter[3] = 4"hF ; //将数组counter中第4个元素的值赋值为4bit 十六进制数F，等效于counter[3][3:0] = 4"hF，即可省略宽度;

assignaddr_bus[0] = 8"b0 ; //将数组addr_bus中第一个元素的值赋值为0

assigndata_bit[0][1] = 1"b1; //将数组data_bit的第1行第2列的元素赋值为1，这里不能省略第二个访问标号，即 assign data_bit[0] = 1"b1; 是非法的。

data_4d[0][0][0][0][15:0] = 15"d3 ; //将数组data_4d中标号为[0][0][0][0]的寄存器单元的15~0bit赋值为3

虽然数组与向量的访问方式在一定程度上类似，但不要将向量和数组混淆。向量是一个单独的元件，位宽为 n；数组由多个元件组成，其中每个元件的位宽为 n 或 1。它们在结构的定义上就有所区别。

存储器

存储器变量就是一种寄存器数组，可用来描述 RAM 或 ROM 的行为。例如：

实例

regmembit[0:255] ; //256bit的1bit存储器

reg[7:0] mem[0:1023] ; //1Kbyte存储器，位宽8bit

mem[511] = 8"b0 ; //令第512个8bit的存储单元值为0

参数

参数用来表示常量，用关键字 parameter 声明，只能赋值一次。例如：

实例

parameterdata_width = 10"d32 ;

parameteri=1, j=2, k=3 ;

parametermem_size = data_width * 10 ;

但是，通过实例化的方式，可以更改参数在模块中的值。此部分以后会介绍。

局部参数用 localparam 来声明，其作用和用法与 parameter 相同，区别在于它的值不能被改变。所以当参数只在本模块中调用时，可用 localparam 来说明。

字符串

字符串保存在 reg 类型的变量中，每个字符占用一个字节（8bit）。因此寄存器变量的宽度应该足够大，以保证不会溢出。

字符串不能多行书写，即字符串中不能包含回车符。如果寄存器变量的宽度大于字符串的大小，则使用 0 来填充左边的空余位；如果寄存器变量的宽度小于字符串大小，则会截去字符串左边多余的数据。例如，为存储字符串 "run.runoob.com", 需要 14*8bit 的存储单元：

实例

reg[0: 14*8-1] str ;

initialbegin

str = "run.runoob.com";

end

有一些特殊字符在显示字符串中有特殊意义，例如换行符，制表符等。如果需要在字符串中显示这些特殊的字符，则需要在前面加前缀转义字符 \ 。例如下表所示：

其实，在 SystemVerilog（主要用于 Verilog 仿真的编程语言）语言中，已经可以直接用关键字 string 来表示字符串变量类型，这为 Verilog 的仿真带来了极大的便利。有兴趣的学者可以简单学习下 SystemVerilog。

以上就是Verilog语言数据类型基础教程的详细内容，更多关于Verilog数据类型的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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