零基礎學FPGA-Verilog語法下

9、關于任務和函數的小結，挑幾點重要的說一下吧

（1）任務具有多個輸入、輸入/輸出和輸出變量，在任務重可以使用延遲、事件和時序控制結構，在任務重可以調用其它任務和函數。與任務不同，函數具有返回值，而且至少要有一個輸入變量，而且在函數中不能使用延遲、事件和時序控制結構，函數可以條用函數，但是不能調用任務。

（2）在聲明函數時，系統會自動的生成一個寄存器變量，函數的返回值通過這個寄存器返回到調用處。

（3）函數和任務都包含在設計層次中，可以通過層次名對他們實行調用。這句話什么意思啊？ 10、系統任務 （1）$diplay和$write任務 $display任務相當于C語言里的printf，用于輸出信息，他的基本格式$display （p0，p1，p2）;意思就是把p1、p2以p1的格式輸出，至于具體格式，C語言里面講的很清楚，下面用一張圖幫大家回憶一下

此外，在display中，輸出列表中的數據的現實寬度總是按照自動輸出格式進行調整的。因此，我們通常在%和表示進制的符號之間加一個0來確保總是用最少的位數來表示表達式的當前值。 例如 begin r1=10； $display（“size=%d=%h”，r1，r1）; $display（“size=%0d=%0h”，r1，r1）; 輸出結果分別為 10，00a和10，a 所以在以后寫程序時，為了養成良好習慣，應該注意加上0來保證代碼的可讀性。

如果輸出的列表中含有不定值或者高阻態時，要遵循下列情況

（1）如果按10進制輸出 如果輸出列表全部為不定值，則輸出為小寫x；

如果輸出列表部分為不定值，則輸出為大寫X；

如果輸出列表全部為高阻態，則輸出為小寫的z；

如果輸出列表部分為高阻態，則輸出為大寫的Z；

（2）如果按十六進制或者8進制輸出

那么十六進制對應的四位或者8進制對應的3位中，如果部分是高阻態或者是不定值，那么輸出結果為大寫的Z或者X否則就輸出小寫的z或者x； 例如

（2）$monitor

系統任務$monitor提供了監控和輸出參數列表中的表達式或變量值的功能，其參數列表中輸出控制格式字符串和輸出列表的規則和$display一樣，當啟動一個帶有一個或者多個的$monitor任務時，仿真器則創立一個仿真機制，使得每當參數列表中的表達式或值發生變化時，整個參數列表中的變量或者表達式的值都將輸出顯示，如果在同一時刻，兩個或者多個參數的值發生變化，則在這時刻只輸出顯示一次，但在$monitor任務中，參數可以是$time系統函數，這樣參數列表中變量或者表達式的值同時發生變化的時刻可以通過標明同一時刻的多行輸出來顯示。例如

$monitoron和$monitoroff的功能就是通過打開或者關閉監控標志來控制監控任務$monitor的啟動和停止。這樣可以使得程序員很容易的控制$monitor什么時候執行了。

（3）時間度量系統函數$time 在verilog hdl語法中有兩種時間度量系統函數，分別是$time和$realtime，用這兩個系統函數可以得到當前的仿真時刻。$time可以返回一個64位的值來記錄當前的仿真時刻。 （4）$finish 系統任務$finish的作用是退出仿真器，返回主操作系統，也就是結束仿真過程。格式是 $finish或者$finish（1）;如果不帶參數，則默認參數為1，下面是具體參數下系統輸出的特征信息。

0 不輸出任何信息

1 輸出當前仿真時刻和位置

2 輸出當前仿真時刻、位置和在仿真過程中所用memory及CPU時間的統計。

（4）系統任務$stop $stop任務作用是把EDA工具置成暫停模式，在仿真環境下給出一個交互式的命令操作符，將控制權交給用戶。這個任務可以帶有參數表達式，根據參數值（0、1、2）的不同，輸出不同的信息，參數值越大，輸出信息越多。

（5）系統任務$random

這個系統函數提供了一個產生隨機數的手段，當函數被占用時返回一個32位的隨機數，它是一個帶符號的整形數。

下面是一個產生隨機數的例子

reg［23:0］ rand;

rand=$random %60;

上面的例子產生一個-59到59之間的隨機數，所以$random的用法是產生一個（-b+1）到（b-1）之間的隨機數。

下面的例子通過并位產生一個值在0—59之間的隨機數

reg［23:0 rand］;

rand = {$random} %60; 利用這個系統函數可以產生隨機脈沖序列或寬度隨機的脈沖序列，用于電路的測試。

下面是個產生隨機脈沖序列的例子

（6）關于編譯預處理 編譯預處理這部分和C語言差不多，主要用到的是`define、`include、和時間尺度`timescale `define 就是宏定義，在C語言了用的也比較多，在verilog中靈活的使用宏定義可以增加程序的可讀性，又方便修改。例如在聲明一個8位寄存器時用宏定義 `define WINDOWS 8 module reg ［1：`WINDOWS］ date; …… 習慣上一般宏定義的內容用大寫字母表示，這里的WINDOWS就代表數字8，在下面的程序中調用WINDOWS時加個 `，表示調用，這樣宏定義的好處就是，在大的程序中如果想改變寄存器的大小，可以直接改數字8為16，這樣，所有的WINDOWS都變成了16，這樣改一個就可以改變所有的，給程序員帶來了方便。 對于`include，C語言里用的比較多這里就不在多提，主要是模塊化編程思想的應用，這個很重要，練好模塊化編程，可以大大提高程序的可讀性和可移植性，也使修改程序變得更加方便。 對于`timescale，就是一個時間尺度，C語言里面沒有，這里說一下。 `timescale 包括兩部分，一部分是時間單位，一部分是時間精度，下面舉個例子

在這個例子中，時間單位是10ns，時間精度是1ns，這里d=1.55，也就是說d等于1.55乘10納秒，也就是15.5納秒，再看時間精度是一納秒，四舍五入就是16納秒，所以在16納秒時，set置零，32納秒時set置一。

小結 （1）、在多模塊調試的情況下，$monitor需配合$monitoron和$monitoroff來使用。

（2）、$monitor和$diplay的區別在于$monitor是連續監視數據的變化，因而往往只要在測試模塊的initial塊中調用一次就可以監控被測模塊中所有感興趣的信號不需要，也不能在always塊中調用$monitor.

（3）、$time常在$monitor中作時間標記

（4）、$stop 和 $finish 常用在測試模塊的initial塊中，配合時間延遲用來控制仿真的持續時間。

（5）、$random在編寫程序是非常有用的，可以用來產生邊沿不穩定的波形和隨機出現的脈沖。正確的使用它能有效的發現設計中出現的問題。

（6）、$readman在編寫測試程序時很有用，可以用來生成給定的復雜數據流。復雜數據可以用C語言產生，存在文件中。用$readman取出存入存儲器，再按節拍輸出這在驗證算法邏輯電路中特別有用。

（7）、在用`timescale時要注意當多個帶不同`timescale定義的模塊包含在一起時，只有最后一個才起作用，所以屬于一個項目，但`timescale定義不同的多個模塊最好分開編譯，以免把時間單位搞混。

（8）、宏定義字符串和include引用時，不要忘記用“`”這個標號。

責任編輯：lq6