RTL基本知识：参数三姐妹-parameter-localparam-specparam

Posted 2020-11-08 魏老师说IC

 在Verilog中，parameter既不属于变量范畴也不属于线网范畴，经常用来定义一个标志符代表一个常量，所以参数的值在仿真运行的过程中不能进行修改。但是通过使用参数，可以提高程序的可读性、可复用性和可维护性。目前常用的参数主要分为两大类：module参数（parameter和localparam）和specify参数（specparam）。

虽然参数使用起来较为方便，但是在使用参数时还需要注意以下几点： 

• parameter、specparam、localparam必须在elaboration阶段有确定的值； 

• parameter、specparam、localparam只能声明于module、静态任务和函数中，不能在动态函数和任务或者begin-end和fork-join中声明； 

• 在module或者specify中参数的名字必须是唯一的，即不能重复声明，也不能使用已声明的变量或者线网的名字； 

• parameter可以在elaboration过程中通过defparam进行修改或者通过命令行进行修改； 

• specparam在elaboraion阶段被SDF中相关时序反标修改； 

• localpram不能直接被修改，需要通过其它常量进行间接的修改； 

【注意】

1、parameter

按照1364的描述，参数可以指定类型和范围，但是要遵守一定的规则： 

• 参数声明的时候没有指定类型和范围时，参数和类型与被赋予的值相同； 

• 参数声明的时候仅指定了范围没有指定类型时，参数将为无符号参数，且范围与声明时指定的一致，即不随被赋予的值而改变，所以如果被赋予的值范围大于参数声明时指定的范围，那么高位将会被截取； 

• 参数声明时指定了类型，但是没有指定范围，那么参数的范围将由被赋予的值的范围决定，但是类型由参数声明时指定的类型决定； 

• 参数声明时指定为有符号变量类型和范围，那么参数不受被赋予的值的符号类型和范围影响； 

• 参数声明时没有指定范围但是制定了是否有符号，且被赋予的值有范围限制，那么这个参数的范围为[被赋予的值的范围-1:0]； 

• 参数声明时没有指定范围但是制定了是否有符号，且被赋予的值无范围限制，那么这个参数的范围为[31:0]，其中msb至少为31； 

【示例】

通过对上述代码的仿真，可以得到以下几个特点：

第三行声明的参数SIZE并没有指定数据类型和参数范围，所以在仿真时，SIZE的宽度默认为31位；

尽管在模块例化时，通过参数传递覆盖了模块中的参数SIZE，但是defparam通过层次路径覆盖设计中的参数具有更高的优先级（由此可以知道defparam的执行处于elaboration的最后阶段）；

【注意】defparam可能在将来Verilog新的版本中删除，所以在设计中尽量不要使用。

2、 localparam

localparam与parameter基本功能相同，两者的不同主要表现在以下几方面： 

• localparam指定的参数不能通过defparam进行修改； 

• localparam指定的参数不能通过模块例化进行修改； 

• localparam指定的参数可通过parameter赋值进行间接的修改，此时可利用parameter的修改方式实现localparam的修改；

【示例】

上述代码中MSB和LSB均可以通过defparam和模块例化的方式进行修改，但是FIFO_MSB和FIFO_LSB仅能通过MSB、LSB、SIZE进行修改或者直接赋值为常量。也就是说，如果要对localparam进行重新修改，那么只能通过parameter间接的进行修改，其参数化是通过parameter体现的；

3、specparam

specparam声明了一种较为特殊的参数，除了不能赋值给parameter外，其可以出现在一个模块的任何位置，specparam指定的参数的声明必须先于其使用。与其他参数不同的是，specparam指定的参数不能在模块中通过例化或者参数传递进行修改，唯一可以修改参数肚饿方法是通过SDF反标修改；

【示例】

通过上例，这里需要注意以下几点：

• parameter不能被specparam指定的参数修改，否则编译将不会通过；

• 当specparam指定的是一个参数范围时，该参数将不能被修改！

4、 异同点

三种参数的主要异同点如下表：

specparam参数	parameter参数	localparam参数
声明时关键词为specparam	声明时关键词为parameter	声明时关键词为localparam
可在模块（module）内或specify块内进行声明	在specify块外，module中声明	在specify块外，module中声明
可在模块（module）内或specify块内使用	不能在specify块中使用	不能在specify块中使用
可以通过specparam或者parameter指定的参数赋值	不能被specparam指定的参数赋值	只能通过parameter参数赋值
常用于时序约束，在本模块中声明定义，用于specify块	常用于模块间参数传递，在本模块中声明定义	不可直接进行参数传递，在本模块中声明定义
可通过SDF反标修改指定的参数值	通过defparam或者模块例化修改原参数值	通过parameter修改原参数值
Specparam指定参数时，可以指定参数的取值范围，但是指定参数范围后改参数将不能被修改	不能指定参数的取值范围	不能指定参数的取值范围

5、 参数值修改方法

通过defparam语句进行修改，但是通过该语句仅能修改parameter参数；

通过模块例化修改设计中的参数（参数传递的方式与端口信号传递方式类型：参数顺序隐实式传递和参数名显示传递），但是修改的对象也仅限于parameter参数，localparam只能通过parameter间接的被修改；

specparam只能通过SDF反标的方式被修改，且parameter不能赋值给specparam；

这里需要注意的是，如果模块中的参数在模块中取决于另一个参数，但是在顶层通过defparam对该参数进行了修改，那么改参数的最终值取决于defparam执行后赋予的值，不受其他参数影响；

【示例】

上例中虽然参数TEST被赋予了参数SIZE，但是最终实际上传递TEST的值取决于defparam指定的值。

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