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ASIC-WORLD Verilog（9）循环语句

孤独的单刀 2023-06-15 16:00:02

简介ASIC-WORLD Verilog（9）循环语句

写在前面

在自己准备写一些简单的verilog教程之前，参考了许多资料----Asic-World网站的这套verilog教程即是其一。这套教程写得极好，奈何没有中文，在下只好斗胆翻译过来（加了自己的理解）分享给大家。

这是网站原文：Verilog Tutorial

这是系列导航：Verilog教程系列文章导航

Verilog语法中有四种基本的循环语句，他们都只能在always和initial块中使用：

foever
repeat
while
for

这些语句基本都和C语言中的对应语句类似，如果你学过C语言（或者其他变成语言），那么对这4中语句的用法都不会陌生。

foever语句

forever是一个无限执行的语句，它不会停止。它的一般语法是这样的：

syntax : forever < statement >

forever的无限循环特性使得其一般被用来生成时钟信号：

module forever_example ();

reg clk;

initial begin
  #1 clk = 0; 
  forever begin
    #5 clk = !clk; 
  end
end 

initial begin
  $monitor ("Time = %d  clk = %b",$time, clk);
  #100 $finish;
end

endmodule

这是仿真的结果，生成了时钟信号（注意这里用了$finish来结束仿真，不然这将会无限循环）：

或者看看更直观的波形图：

repeat语句

repeat语句不会无限循环，它只会执行特定的次数，这个特定次数将在repeat后面由开发者指定。这是它的一般语法：

syntax : repeat (< number >) < statement > //< number >内指定循环次数

下面的例子，实现了8次向左移位，即repeat（8）次。

module repeat_example();
reg  [3:0] opcode;
reg  [15:0] data;
reg        temp;

always @ (opcode or data)
begin
  if (opcode == 10) begin
    // Perform rotate
    repeat (8) begin 
      #1 temp = data[15];
      data = data << 1;
      data[0] = temp;   
    end 
  end
end
// Simple test code
initial begin
   $display (" TEMP  DATA");
   $monitor (" %b     %b ",temp, data);
   #1 data = 18'hF0;
   #1 opcode = 10;
   #10 opcode = 0;
   #1 $finish;
end

endmodule

这是仿真结果：

while语句

和C语言的while语句类似，Verilog中的while语句也是当其表达式为真时，即执行对应的语句；反之亦然。它的一般语法：

syntax : while (< expression >) < statement >

下面的例子，实现当data是不同的值时，对loc分别赋值。

module while_example();

reg [5:0] loc;
reg [7:0] data;

always @ (data or loc)
begin
  loc = 0;
  // If Data is 0, then loc is 32 (invalid value)
  if (data == 0) begin
    loc = 32;
  end else begin
    while (data[0] == 0) begin
      loc = loc + 1;
      data = data >> 1;
    end
  end 
  $display ("DATA = %b   LOCATION = %d",data,loc);
end

initial begin
  #1 data = 8'b11;
  #1 data = 8'b100;
  #1 data = 8'b1000;
  #1 data = 8'b1000_0000;
  #1 data = 8'b0;
  #1 $finish;
end

endmodule

这是仿真结果：

for语句

和其他变成语言中的for语句一样：

< initial assignment >只会在循环开始时执行一次
当表达式< expression >为真就会一直执行循环内对应的语句
在每次循环结束时执行 <step assignment>

这是它的一般语法：

syntax : for (< initial assignment >; < expression >, < step assignment >) < statement >

需要注意的是，由于Verilog没有 ++或者--这个运算符，所以在for语句中请不要写这种类似的语句：

i++；

i--;

而是要写成这样：

i = i + 1;

i = i - 1;

下面的例子通过for循环来个一个深度为8的RAM赋值：

module for_example();

integer i;
reg [7:0] ram [0:7];

initial begin
  for (i = 0; i < 8; i = i + 1) begin
    #1 $display(" Address = %g  Data = %h",i,ram[i]);
    ram[i] <= i; // Initialize the RAM with 0
    #1 $display(" Address = %g  Data = %h",i,ram[i]);
  end
  #1 $finish;
end

endmodule

仿真结果如下，分别打印出了赋值前后的RAM中的数据值。