# Verilog 数组与内存
# 数组
导线或变量的数组声明可以是标量或向量。通过在标识符名称后指定地址范围可以创建任意数量的维度，称为多维数组。 Verilog 中允许 reg 、 wire 、 integer 和 real 数据类型的数组。
reg y1 [11:0]; // y is an scalar reg array of depth=12, each 1-bit wide
wire [0:7] y2 [3:0]; // y is an 8-bit vector net with a depth of 4
reg [7:0] y3 [0:1][0:3]; // y is a 2D array rows=2, cols=4 each 8-bit wide
2
3
必须指定每个维度的索引才能访问数组的特定元素，并且可以是其他变量的表达式（但是向量中的选择操作不可以用变量索引）。可以为 Verilog 支持的任何不同数据类型创建一个数组。
注意
请注意，n 个 1 位 reg 构成的内存(memory)与 n 位 reg 向量不同。
# 赋值
y1 = 0; // Illegal - All elements can't be assigned in a single go
y2[0] = 8'ha2; // Assign 0xa2 to index=0
y2[2] = 8'h1c; // Assign 0x1c to index=2
y3[1][2] = 8'hdd; // Assign 0xdd to rows=1 cols=2
y3[0][0] = 8'haa; // Assign 0xaa to rows=0 cols=0
2
3
4
5
6
# 示例
下面的代码简单地显示了如何对不同的数组进行构建、赋值和访问。 mem1 是一个 8 位向量， mem2 是一个深度为 4 的 8 位数组（由范围 [0:3] 指定）， mem3 是一个 4 行 2 列的 16 位向量二维数组。这些变量被赋予不同的值并被打印出来。
module des ();
reg [7:0] mem1; // reg vector 8-bit wide
reg [7:0] mem2 [0:3]; // 8-bit wide vector array with depth=4
reg [15:0] mem3 [0:3][0:1]; // 16-bit wide vector 2D array with rows=4, cols=2
initial begin
mem1 = 8'ha9;
$display ("mem1 = 0x%0h", mem1);
mem2[0] = 8'haa;
mem2[1] = 8'hbb;
mem2[2] = 8'hcc;
mem2[3] = 8'hdd;
for (integer i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
$display ("mem2[%0d] = 0x%0h", i, mem2[i]);
end
for (integer i = 0; i < 4; i += 1) begin
for (integer j = 0; j < 2; j += 1) begin
mem3[i][j] = i + j;
$display ("mem3[%0d][%0d] = 0x%0h", i, j, mem3[i][j]);
end
end
end
endmodule
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
仿真日志：
mem1 = 0xa9
mem2[0] = 0xaa
mem2[1] = 0xbb
mem2[2] = 0xcc
mem2[3] = 0xdd
mem3[0][0] = 0x0
mem3[0][1] = 0x1
mem3[1][0] = 0x1
mem3[1][1] = 0x2
mem3[2][0] = 0x2
mem3[2][1] = 0x3
mem3[3][0] = 0x3
mem3[3][1] = 0x4
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
# 内存
内存是数字电路中存储数据和信息的数字存储元件。 RAM 和 ROM 是此类存储元件的常见的实例。存储元素可以使用 reg 类型的一维数组进行建模，称为一块内存(memory)。内存中的每个元素都可以表示一个字(word)，并使用单个数组索引进行引用。
# 寄存器向量
Verilog 向量是使用变量名左侧的位宽范围声明的，这些向量会使用位宽个数的触发器来实现。在下面的代码中，设计模块接受时钟、复位和一些控制信号来读取和写入块。
它包含一个叫做 register 的 16 位存储元件，它在写入期间简单地更新，并在读取期间返回当前值。当 sel 和 wr 在同一时钟沿为高电平时写入寄存器。当 sel 为高且 wr 为低时，它返回当前数据。
module gpr( input clk,
input rstn,
input wr,
input sel,
input [15:0] wdata,
output [15:0] rdata);
reg [15:0] register;
always @ (posedge clk) begin
if (!rstn)
register <= 0;
else begin
if (sel & wr)
register <= wdata;
else
register <= register;
end
end
assign rdata = (sel & ~wr) ? register : 0;
endmodule
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
硬件原理图显示，当写入控制逻辑处于活动状态时更新 16 位触发器，当控制逻辑配置为读取时返回当前值。
# 数组
在下面的例子中，register 是一个具有四个位置的数组，每个位置的宽度为 16 位。设计模块接受一个称为 addr 的附加输入信号来访问数组中的特定索引。
module gprs( input clk,
input rstn,
input [1:0] addr,
input wr,
input sel,
input [15:0] wdata,
output [15:0] rdata);
reg [15:0] register [0:3];
integer i;
always @ (posedge clk) begin
if (!rstn) begin
for (i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
register[i] <= 0;
end
end else begin
if (sel & wr)
register[addr] <= wdata;
else
register[addr] <= register[addr];
end
end
assign rdata = (sel & ~wr) ? register[addr] : 0;
endmodule
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
从硬件原理图中可以看出，数组的每个索引都是一个 16 位的触发器，输入地址用于访问一组特定的触发器。
