數字硬件建模SystemVerilog-連接和復制運算符

經過幾周的更新，SV核心部分用戶自定義類型和包內容已更新完畢，接下來就是RTL表達式和運算符。

馬上HDLBits-SystemVerilog版本也開始準備了，基本這一部分完成后就開始更新~

介紹

連接和復制運算符將多個表達式連接在一起，形成一個向量表達式。結果向量中的位總數是每個子表達式中所有位的總和。連接有兩種形式，簡單連接和復制連接。一個簡單的連接將任意數量的表達式連接在一起。復制連接將表達式連接在一起，然后復制指定次數的結果。表5-3顯示了連接和復制運算符的一般語法和用法:

表5-1：RTL建模的連接和復制運算符

以下變量和值用于顯示這些運算符的結果。

連接和復制運算符是可綜合的。運算符不直接表示硬件中的任何邏輯功能。它們只是表示同時使用多個信號，將文字值附加到信號或文字值。

示例5-1和5-2說明了連接運算符在RTL建模中的兩種常見應用：

在賦值語句的右側或左側將多個信號連接在一起。在每個示例之后，圖5-1和5-2顯示了連接運算符如何在綜合生成的門級功能。然而，在RTL模型中，連接運算符是一種有用的構造，用于以簡潔的方式表示硬件功能。

示例5-1：使用連接運算符：多輸入狀態寄存器

//`begin_keywords

"1800-2012"

//useSystemVerilog-2012keywords

modulestatus_reg

(inputlogicclk,//registerclk

inputlogicrstN,//active-lowreset

inputlogicint_en,//1-bitinterrupt

enable

inputlogiczero,//1-bitresult=0flag

inputlogiccarry,//1-bitresultoverflowflag

inputlogicneg,//1-bitnegativeresultflag

inputlogic[1:0]parity,//2-bitparitybits

outputlogic[7:0]status//8-bitstatusregisteroutput

);

timeunit1ns;timeprecision1ns;

always_ff@(posedgeclkornegedgerstN)//asyncreset

if

(!rstN)//active-lowreset

status<=?{1

'b0,2'

b11,5

'b0};//reset

else

status<=?{int_en,2'

b11,zero,carry,neg,parity};//load

endmodule:status_reg

//`end_keywords

圖5-1：示例5-l的綜合結果：連接運算符（狀態寄存器）

示例5-1中的狀態寄存器有兩個未使用的位，它們的常量值為1，用于生成圖5-1所示狀態寄存器實現的綜合編譯器將這兩個未使用的位映射到8位上拉輸出上。其他綜合編譯器，或者指定不同的綜合約束，可能會以不同的方式映射相同的RTL功能，例如通過使用預設為1值的觸發器

示例5-2：使用連接運算符：帶進位的加法器

//`begin_keywords

"1800-2012"

modulertl_adder

(inputlogica,b,ci,

outputlogicsum,co

);

timeunit1ns;timeprecision1ns;

assign{co,sum}=a+b+ci;

endmodule:rtl_adder

//`end_keywords

圖5-2：示例5-2的綜合結果：加法運算符（帶進位/輸出的加法器）

用于生成圖5-2所示實現的綜合編譯器將RTL加法器功能映射到通用加法器塊——綜合的下一步將針對特定的ASIC或FPGA設備，通用加法器將在該步驟中映射到特定的加法器實現。

連接和復制運算符經常用于創建用作其他運算符操作數的表達式。這方面的例子將在本章后面的章節和后面的章節中看到。

在使用連接時，有一些重要的規則需要注意：

• 可以將任何多個表達式連接在一起，只包括一個表達式，
• 連接中的表達式必須具有固定大小。無大小的文字值不允許使用，例如數字5和’1，是不被允許的。
• 連接的結果始終是無符號的，無論連接中表達式的符號是什么。

不要將連接與賦值列表混淆。SystemVerilog有一個包含在’{and}（賦值列表）標記之間的賦值列表運算符。雖然賦值列表運算符看起來類似于連接運算符，但其功能卻大不相同。賦值列表運算符將多個值連接在一起，以創建一個新的單個值。賦值列表運算符以撇號開頭（’）,并且用于將單個值的集合分配給數組的單個元素或結構的單個成員。

{{4{a[3]}},a} 結果是11111011（二進制）一個8位的值, a的有效位重復4次，然后連接到a。

{8{2’bl0}}結果是1010101010101010（二進制），一個16位的值，2’b01重復8次。

{4’hF，a}結果是1111_1011（二進制），一個8位的值。

{a,b}結果是101100010001（二進制），一個12位的值。