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1. Verilog采用的四值逻辑系统

2.主要数据类型

Verilog主要有三类(class)数据类型：

• net （线网） : 表示器件之间的物理连接
• register （寄存器） ：表示抽象存储元件
• parameters(参数) : 运行时的常数(run-time constants)

2.1 net（线网）

• net需要被持续的驱动，驱动它的可以是门和模块。
• 当net驱动器的值发生变化时， Verilog自动的将新值传送到net上。在例子中，线网out由or门驱动。
• 当or门的输入信号置位时将传输到线网net上。

有多种net类型用于设计(design-specific)建模和工艺(technology-specific)建模

**特别注意：**没有声明的net的缺省类型为 1 位(标量)wire类型。

• wire类型常用于组合电路描述。
• wire类型是最常用的类型，只有连接功能。
• wire和tri类型有相同的功能。用户可根据需要将线网定义为wire或tri以提高可读性。tri型的信号综合后具有三态的功能。
• wand、wor有线逻辑功能。
• trireg类型很象wire类型，但trireg类型在没有驱动时保持以前的值。这个值的强度随时间减弱。
• 修改net缺省类型的编译指导：

`default_nettype  <nettype>

其中nettype不能是supply1和supply0。

2.2 寄存器类 （register)

• 寄存器类型在赋新值以前保持原值
• 寄存器类型大量应用于行为模型描述及激励描述。在下面的例子中，reg_a、reg_b、reg_sel用于施加激励给2:1多路器。
• 用行为描述结构给寄存器类型赋值。给reg类型赋值是在过程块中。

下表给出了寄存器类有四种数据类型：

寄存器类型	功能
reg	可定义的无符号整数变量，可以是标量(1位)或矢量，是最常用的寄存器类型
integer	32位有符号整数变量，算术操作产生二进制补码形式的结果。通常用作不会由硬件实现的的数据处理。
real	双精度的带符号浮点变量，用法与integer相同。
time	64位无符号整数变量，用于仿真时间的保存与处理
realtime	与real内容一致，但可以用作实数仿真时间的保存与处理

2.3 Verilog中net和register声明语法

2.3.1 net声明

 <net_type> [range] [delay] <net_name>[, net_name];

变量	含义
net_type	net类型
range	矢量范围，以[MSB：LSB]格式
delay	定义与net相关的延时
net_name	net名称，一次可定义多个net, 用逗号分开。

2.3.2 寄存器声明

<reg_type> [range] <reg_name>[, reg_name];

变量	含义
reg_type	寄存器类型
range	矢量范围，以[MSB：LSB]格式。只对reg类型有效
reg_name	寄存器名称，一次可定义多个寄存器，用逗号分开

举例：

	reg a;     //一个标量寄存器
	wand w; // 一个标量wand类型net
	reg [3: 0] v; // 从MSB到LSB的4位寄存器向量
	reg [7: 0] m, n; // 两个8位寄存器
	tri [15: 0] busa; // 16位三态总线
	wire [0: 31] w1, w2; // 两个32位wire，MSB为bit0

2.4 选择正确的数据类型

2.5 选择数据类型时常犯的错误

2.5.1 信号类型确定方法总结

1. 信号可以分为端口信号和内部信号。出现在端口列表中的信号是端口信号，其它的信号为内部信号。
2. 对于端口信号，输入端口只能是net类型。输出端口可以是net类型，也可以是register类型。若输出端口在过程块中赋值则为register类型；若在过程块外赋值(包括实例化语句），则为net类型。
3. 内部信号类型与输出端口相同，可以是net或register类型。判断方法也与输出端口相同。若在过程块中赋值，则为register类型；若在过程块外赋值，则为net类型。

2.5.2 常出的错误及相应的错误信息(error message)

1. 用过程语句给一个net类型的或忘记声明类型的信号赋值。
   报错信息：illegal …… assignment.
2. 将实例的输出连接到声明为register类型的信号上。
   报错信息：<name> has illegal output port specification.
3. 将模块的输入信号声明为register类型。
   报错信息：incompatible declaration, <signal name> ……

2.5.3 选择数据类型时常犯的错误举例

修改前：

module example(o1, o2, a, b, c, d);
     input a, b, c, d;
     output o1, o2;
     reg c, d;
     reg o2
     and u1(o2, c, d);
     always @(a or b)
          if (a) o1 = b; else o1 = 0;
endmodule

修改前编译信息：

Compiling source file "example.v"
Error!    Incompatible declaration, (c) defined as input                       
          at line 2                                         [Verilog-IDDIL]    
          "example.v", 5: 
Error!    Incompatible declaration, (d) defined as input                       
          at line 2                                         [Verilog-IDDIL]    
          "example.v", 5: 
Error!    Gate (u1) has illegal output specification        [Verilog-GHIOS]    
          "example.v", 8: 
3 errors

修改后：

module example(o1, o2, a, b, c, d);
     input a, b, c, d;
     output o1, o2;
//     reg c, d;
//     reg o2
     reg o1;
     and u1(o2, c, d);
     always @(a or b)
          if (a) o1 = b; else o1 = 0;
endmodule

修改后编译信息：

Compiling source file "example.v"
Error!    Illegal left-hand-side assignment                 [Verilog-ILHSA]    
          "example.v", 11: o1 = b;
Error!    Illegal left-hand-side assignment                 [Verilog-ILHSA]    
          "example.v", 12: o1 = 0;
2 errors

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