常见Verilog运算符（逻辑运算符、按位运算符、缩位运算符、迭代连接运算符、移位运算符）

Verilog逻辑运算符与按位运算符：

区别：按位运算符进行逐位的逻辑运算（如：与或非），输出与输入位数一致；
           逻辑运算符进行逻辑运算，不关注输入的某一位而是将输入作为整体进行逻辑操作，输出位数为1；

列举：
        与：& 按位与；&& 逻辑与；
        或：|  按位或；||    逻辑或；
        非：~ 按位非；！  逻辑非；

缩位运算符：

灵活使用缩位运算符，可以简化代码，避免重复工作；

如：
     &a  可实现a各位间的与运算，即：&a等价于 a(0)&a(1)&...&a(n)    

     | a  可实现a各位间的或运算，即：| a等价于 a(0)|a(1)|...|a(n)

{}迭代连接运算符：

连接功能：将若干个寄存器类型/线网类型的变量首尾连接，形成一个更大位宽的变量；
    如：

        a = 2'b10;

        b = 3'b010;

       有{a,b} = 5'b10010;

迭代功能：把一个变量复制多次，首尾连接组成一个更大位宽的变量；（实际仍为连接功能的一个特例：连接元素相同）
  

    如：

        a = 2'b10;

       有{4{a}}，即{a,a,a,a}

注意：
    要保证迭代的完整性：{ {4{a}}，b}   （{4{a}}为迭代功能，括号不能少；即不能写为{ 4{a}，b} ）
    迭代连接运算符还可用于常量操作：{ {4{1'b1}}，2'b10}

Verilog逻辑移位运算符与数字移位运算符：

列举：
        << 逻辑左移运算符；<<< 数字左移运算符；
        >> 逻辑右移运算符；>>> 数字右移运算符；

区别：逻辑移位运算符不关心符号位；逻辑左移右端补零，逻辑右移左端补零；
           数字左移位运算符不关心符号位，与逻辑左移一样；数字右移运算符关心符号位，左端补符号位；

如:

        1010101010，其中[]是添加的位

        逻辑左移一位：010101010[0]

        算数左移一位：010101010[0]

        逻辑右移一位：[0]101010101

        算数右移一位：[1]101010101

进行部分仿真（感觉很简单，着手去编写的时候却碰见了不少问题，万不可眼高手低！！！），代码如下：

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: guoliang CLL
// 
// Create Date: 2020/02/19 10:15:53
// Design Name: 
// Module Name: operation
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 常见操作符测试
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//


module operation(
input [1:0]a,
input [2:0]b,
input signed[5:0]c, 
//input signed[5:0]d, 
output [5:0]e,// {3{a}}
output [4:0]f, // {a,b}
output [5:0]g,// {
    {2{2'b10}},b}
output [5:0]sl, // 逻辑左移
output [5:0]sr,// 逻辑右移
output [5:0]sl1, // 数字左移
output [5:0]sr1 // 数字右移

    );

integer N = 2'b11;
assign e = {3{a}};
assign f = {a,b};
assign g = { {2{2'b11}} ,a};
assign sl = c << 1;
assign sr = c >> 1;
assign sl1 = c <<< 1;
assign sr1 = c >>> 1;
endmodule

添加测试文件：

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2020/02/19 10:59:51
// Design Name: 
// Module Name: operation_tsb
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//


module operation_tsb(

    );
reg  [1:0]a;
reg  [2:0]b;
reg signed[5:0]c;
//input signed[5:0]d, 
wire [5:0]e;// {3{a}}
wire [4:0]f; // {a,b}
wire [5:0]g;// {
    {2{2'b11}},b}
wire [5:0]sl; // 逻辑左移
wire [5:0]sr;// 逻辑右移
wire [5:0]sl1; // 数字左移
wire [5:0]sr1; // 数字右移

initial
begin
    a = 2'b10;
    b = 3'b101;
    c = 6'b110010;
    # 20
    c = 6'b010011;
end
 operation ins(
   .a(a),
   .b(b),
   .c(c),
   .e(e),
   .f(f),
   .g(g),
   .sl(sl),
   .sr(sr),
   .sl1(sl1),
   .sr1(sr1)
       );
endmodule

仿真结果以及RTL电路:

 

可以验证与文中移位、迭代连接操作的描述统一；

g的输出正确，证明迭代连接运算符确实可以用于常量操作，并且可以常量与变量混用，即仿真中的{ 2{2‘b11}，a}

出现了问题：

验证迭代连接运算符确实可以用于常量操作时，如果将常量声明为integer类型，g的输出就不正确，即仿真中的integer N=2‘b11；

g = { {2{N}}，a}时输出不对；改为parameter类型时，输出正确；

交流群里请教了大家后发现，原因在于interger默认为32位宽，拼接后被截取导致只有低位，因此不正确；（但是定义时我限定了位宽呀，为何还是32位？？）参考博客后发现，integer好像就是位宽不能精确定义，这也是在位宽敏感时避免使用的原因；

仿真如下：

 

本文参考了：

逻辑左移、算术左移、逻辑右移、算术右移区别

Verilog编码规则：不使用integer类型，使用精确定义位宽的wire\reg类型