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Verilog基础：标识符的层次名引用

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1.向上向下层次名引用

        在之前的文章中已经介绍了标识符的层次名引用Verilog基础：标识符的层次名引用，如前文所示，所有的完整层次名都是由Top模块开始的由“.”分隔的一系列标识符组成的。但有时候，模块或模块实例的名称足以标识模块及其在层次结构中的位置。较低级别的模块可以在层次结构中引用它上级模块中的项目。如果上级模块的名字，或模块实例的名字已知，则变量可以被引用。对于任务、函数、命名块和生成块，Verilog将在上级模块中查找名称，直到找到它或直到到达层次结构的根，而且只在更高的封闭模块中搜索模块的名称，而不是模块实例名。

        下图是向上层次引用的语法。

         向上的层次名引用也可以使用以下形式。

        其中scope_name是模块实例名或生成块名。这种形式的名称应按下列方式解析：

a)在当前作用域中查找名为scope_name的作用域。如果未找到且当前作用域不是模块作用域，则在上层作用域中查找该名称，必要时重复查找，直到找到该名称或到达模块作用域。如果仍未找到，则继续执行步骤b)。否则，将此名称引用视为从找到该名称的作用域向下引用。

b)在父模块最外层的作用域中查找名为scope_name的作用域。如果发现，则从该范围解析项目名称。

c)重复步骤b)，往上走直到顶层模块。

        在实际操作中，笔者发现虽然从形式上看，这两种形式的层次名引用只能由“.”分隔的两部分构成，但它们依然可以像标识符的层次名引用一样，由“.”分隔的多个部分组成。

        下面将会举例说明以上的内容。

例1

module Top;
  reg x;
  Middle middle_0();
  initial fork:a
    reg x;
  join
endmodule

module Middle;
  reg x;
  Below below_0();
  initial fork:b
    reg x;
  join
endmodule

module Below;
  initial Middle.b.x = 0;       //使用模块名引用上层模块的信号 
 //initial middle_0.b.x = 0;    使用实例名引用上层模块的信号
 //initial Top.middle_0.b.x = 0; 完整层次名引用上层模块的信号
    
endmodule

第一种方法是使用模块名引用上层模块的信号，具体过程为，首先搜索本层次（Below模块）有无名字为Middle的层次，然后向上推进到Middle模块的最外层，此时仍然没有Middle层次（本模块名在本模块内不可见），最后搜索Top模块，发现例化了Middle模块，则可以确定x的位置。

第二种方法是使用实例名，与第一种方法类似，不同的是，此时的指向更为清晰，明确指定了是middle_0实例，而第一种方法使用模块名，指的是层次包括了信号使用处层次的实例。

第三种方法则是使用了之前的文章中提到的完整层次名引用，这其实也可以看做是和第一种方法，只不过这时会向上搜索直到Top模块，然后再逐步解析后面的middle_0、b和x。

例2

module Top;
  reg x;
  Middle middle_0();
  initial fork:a
    reg x;
  join
endmodule

module Middle;
  reg x;
  Below below_0();
  initial below_0.x = 0; //向下层引用
  //initial Middle.below_0.x = 0; 首先向上搜索Middle直到在Top中找到Middle，然后向下解析
  //initial Top.middle_0.below_0.x = 0; 完整层次引用，可以理解为向上搜索Top，直到顶层模块
endmodule

module Below;
reg x;
endmodule

第一种方法先在本层次（Middle模块最外层）搜索below_0，结果显示可以找到，below_0中也可找到x，所以这被解释为向下引用below_0中的信号。

后面两种方法和之前一致，其中第二种方法似乎有点奇怪，是一种不完整的层次引用，先向上查找，然后再向下解析below_0和x。

例3

module Top;
  reg x;
  Middle middle_0();
  initial fork:a
    reg x;
  join
endmodule

module Middle;
  reg x;
  Below below_0();
  fork: Middle
      reg x;
      //fork: Middle
          //reg x;              无法被Middle.x搜索到
      //join  
  join
  
endmodule

module Below;
//fork: Middle
    //reg x;    如果有注释内容，则x在此处就会被解析到，而不会继续向上搜索了
    //fork: b     
        initial Middle.x = 0;
    //join
//join
endmodule

上例可以说明，本模块名在本模块中是不可见的，其中initial语句改变的是Middle命名块中x的值，而不是Middle模块中x的值。注意，在向上搜索引用的第一个结点名字的过程中，只会在上层模块的最外层搜索，注释中的x是无法被Middle.x搜索到的，需要使用Middle.Middle.x才能搜索到。