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reg型
寄存器是數(shù)據(jù)儲存單元的抽象。寄存器數(shù)據(jù)類型的關(guān)鍵字是reg.通過賦值語句可以改變寄存器儲存的值，其作用與改變觸發(fā)器儲存的值相當(dāng)。VerilogHDL語言提供了功能強大的結(jié)構(gòu)語句使設(shè)計者能有效地控制是否執(zhí)行這些賦值語句。這些控制結(jié)構(gòu)用來描述硬件觸發(fā)條件，例如時鐘的上升沿和多路器的選通信號。在行為模塊介紹這一節(jié)中我們還要詳細(xì)地介紹這些控制結(jié)構(gòu)。reg類型數(shù)據(jù)的缺省初始值為不定值，x。
reg型數(shù)據(jù)常用來表示用于“always”模塊內(nèi)的指定信號，常代表觸發(fā)器。通常，在設(shè)計中要由“always”塊通過使用行為描述語句來表達(dá)邏輯關(guān)系。在“always”塊內(nèi)被賦值的每一個信號都必須定義成reg型。
reg型數(shù)據(jù)的格式如下：
reg [n-1:0] 數(shù)據(jù)名1,數(shù)據(jù)名2,… 數(shù)據(jù)名i;
或
reg [n:1] 數(shù)據(jù)名1,數(shù)據(jù)名2,… 數(shù)據(jù)名i;
reg是reg型數(shù)據(jù)的確認(rèn)標(biāo)識符，[n-1:0]和[n:1]代表該數(shù)據(jù)的位寬，即該數(shù)據(jù)有幾位（bit)。最后跟著的是數(shù)據(jù)的名字。如果一次定義多個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)名之間用逗號隔開。聲明語句的最后要用分號表示語句結(jié)束。看下面的幾個例子：
reg rega; //定義了一個一位的名為rega的reg型數(shù)據(jù)
reg [3:0] regb; //定義了一個四位的名為regb的reg型數(shù)據(jù)
reg [4:1] regc, regd;//定義了兩個四位的名為regc和regd的reg型數(shù)據(jù)
對于reg型數(shù)據(jù)，其賦值語句的作用就象改變一組觸發(fā)器的存儲單元的值。在Verilog中有許多構(gòu)造(construct)用來控制何時或是否執(zhí)行這些賦值語句。這些控制構(gòu)造可用來描述硬件觸發(fā)器的各種具體情況，如觸發(fā)條件用時鐘的上升沿等，或用來描述具體判斷邏輯的細(xì)節(jié)，如各種多路選擇器。reg型數(shù)據(jù)的缺省初始值是不定值。reg型數(shù)據(jù)可以賦正值，也可以賦負(fù)值。但當(dāng)一個reg型數(shù)據(jù)是一個表達(dá)式中的操作數(shù)時，它的值被當(dāng)作是無符號值，即正值。例如：當(dāng)一個四位的寄存器用作表達(dá)式中的操作數(shù)時，如果開始寄存器被賦以值-1,則在表達(dá)式中進行運算時，其值被認(rèn)為是+15。
注意：
reg型只表示被定義的信號將用在“always”塊內(nèi)，理解這一點很重要。并不是說reg型信號一定是寄存器或觸發(fā)器的輸出。雖然reg型信號常常是寄存器或觸發(fā)器的輸出，但并不一定總是這樣。在本書中我們還會對這一點作更詳細(xì)的解釋。
memory型VerilogHDL通過對reg型變量建立數(shù)組來對存儲器建模，可以描述RAM型存儲器，ROM存儲器和reg文件。數(shù)組中的每一個單元通過一個數(shù)組索引進行尋址。在Verilog語言中沒有多維數(shù)組存在。memory型數(shù)據(jù)是通過擴展reg型數(shù)據(jù)的地址范圍來生成的。其格式如下：
reg [n-1:0] 存儲器名[m-1:0]；
或 reg [n-1:0] 存儲器名[m:1]；
在這里，reg[n-1:0]定義了存儲器中每一個存儲單元的大小，即該存儲單元是一個n位的寄存器。存儲器名后的[m-1:0]或[m:1]則定義了該存儲器中有多少個這樣的寄存器。最后用分號結(jié)束定義語句。
下面舉例說明：
reg [7:0] mema[255：0];
這個例子定義了一個名為mema的存儲器，該存儲器有256個8位的存儲器。該存儲器的地址范圍是0到255。注意：對存儲器進行地址索引的表達(dá)式必須是常數(shù)表達(dá)式。
另外，在同一個數(shù)據(jù)類型聲明語句里，可以同時定義存儲器型數(shù)據(jù)和reg型數(shù)據(jù)。見下例：
parameter wordsize=16, //定義二個參數(shù)。
memsize=256;
reg [wordsize-1:0] mem[memsize-1:0],writereg,readreg;
盡管memory型數(shù)據(jù)和reg型數(shù)據(jù)的定義格式很相似，但要注意其不同之處。如一個由n個1位寄存器構(gòu)成的存儲器組是不同于一個n位的寄存器的。見下例：
reg [n-1:0] rega; //一個n位的寄存器
reg mema [n-1:0]; //一個由n個1位寄存器構(gòu)成的存儲器組
一個n位的寄存器可以在一條賦值語句里進行賦值，而一個完整的存儲器則不行。見下例：
rega =0; //合法賦值語句
mema =0; //非法賦值語句
如果想對memory中的存儲單元進行讀寫操作，必須指定該單元在存儲器中的地址。下面的寫法是正確的。
mema[3]=0; //給memory中的第3個存儲單元賦值為0。
進行尋址的地址索引可以是表達(dá)式，這樣就可以對存儲器中的不同單元進行操作。表達(dá)式的值可以取決于電路中其它的寄存器的值。例如可以用一個加法計數(shù)器來做RAM的地址索引。
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