verilog中的数据类型

Posted 2020-12-09 electricdream

Verilog中的数据格式

1、基本概念

verilog中写一个数据的通用格式是 n‘b000_000_···_000,表示一个n位的二进制数。基于这个通用式，可以将其分为三个部分：位数、加权数和实际数。改变位数自然可以改变该数的存储宽度。改变加权数则是改变数制。如使用b（二进制），d（十进制），h（十六进制）。八进制的表示没有注意过，用的也比较少，感兴趣可以去了解一下。改变实际数则是改变了数值的大小。这里可以推出申明常数的流程。先在内存确认空间。注意这里的长度都是基于二进制的。也好理解，毕竟存储在寄存器中的数据都是二进制的。而后确定描述形式。这个形式配合后面的实际数构成了这个数据的值。下面是几个例子：

1‘b1;
2‘d10;
3‘hf;
4‘b0001;
5‘d32;
6‘h3f;

在上面的几个数中，第一个是正确的。表示一位二进制1，第二个超出内存限制，实际值为2’d3。但是现在的编辑器会报错。编辑器可以将高位补0，但是不会承认溢出数据。其他几个也是采取同样的方法阅读。

接下来是几种简写的方式：

‘b0001;
‘d1000;
‘hffee;
1;
2;
6;

前面三个数据省略内存申明，由具体的编译器补充。后面的则是默认32位十进制的数据。如果超出编译器则会拓展。

当然一般来说，只有十进制数一般不用于verilog中的数据赋值，而是用于判断语句或者位宽等值的使用。这样可以有效地分辨赋值数据的所在。至于第二种的缩写则是对于一些数据变化较大不好确认空间的数据。为什么会有常数数据变化呢？

这里常见的就是手动修改对应的数据大小。还有参数传递过程中也是有数据大小的变化的。

2、实际应用

在实际的运用中，有许多为了适应电路特性的编码方式。比较有名的是ASCII编码，BCD编码等方式。

其中ASCII码是8位宽的编码，也就是一个字节。在verilog可以直接使用" M "的方式表示M的ASCII码。

而BCD码则是一种无权码。其中常见的就是8421BCD码，就是使用四位表示0~9这10个十进制的数中的一个，然后拼接。简单理解，BCD，就是将一个十进制的每个权上的数取下来，由四位二进制表示，然后直接按照顺序拼接。感觉像将一列火车拆成一节一节，放在不同的轨道运行。

这也体现了BCD的优势所在，由于数字电路是支持位操作的，所以可以通过操作BCD码直接得到十进制数的高位的加减。这样可以避开不需要处理的低位数据。而缺点就是不能和十进制数据直接转化，需要经过二进制。具体举个例子：

8‘d10+8‘d20=8‘d30;
{4‘d1 , 4‘d0} + {4‘d2 , 4‘d0 }={4‘d3,4‘d0}

上面的是十进制的加法，下面是BCD加法的示意图。对于我们来说，判断逻辑是一样的，就是从低到高开始加，依次判断本位值和进位值。这是全加器的思路。而对于BCD码而言，可以直接对应到需要操作的位数。比如这里是十位直接相加，个位保持不变。这就将8位全加器的工作转化为4位全加器。当然，BCD码并不是用于计算的，从这里也可以看到计算结果并不能直接使用，计算反而麻烦。这个例子只是说明BCD码的模型。

那BCD的优势在具体应用中的有何体现呢。

BCD的主要特点是无权。所以在设计中可以直接拼接，所以对于那些只需要表示而不需要大量计算的十进制转化为BCD可以有效地提高电路处理速度。

3、总结

了解BCD是比较重要的，可以提高设计的效率和可读性。