【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 13 -- generate_for 和 for】

generate_for

在某个module中包含了很多相似的连续赋值语句，请使用generata…for语句编写代码，替代该语句，要求不能改变原module的功能。

使用Verilog HDL实现以上功能并编写testbench验证。

module template_module( 
    input [7:0] data_in,
    output [7:0] data_out
);
    assign data_out [0] = data_in [7];
    assign data_out [1] = data_in [6];
    assign data_out [2] = data_in [5];
    assign data_out [3] = data_in [4];
    assign data_out [4] = data_in [3];
    assign data_out [5] = data_in [2];
    assign data_out [6] = data_in [1];
    assign data_out [7] = data_in [0];
    
endmodule

输入描述：
data_in：8bit位宽的无符号数

输出描述：
data_out：8bit位宽的无符号数

genrate for 和 C 代码中的 for 循环不一样，C 代码中的for 循环语句是串行执行的，generate for 的语句是并行执行的。

verilog code

代码中注意以下几点：

• 不要使用非阻塞赋值<=;
• 不要忘了给 data_out 前面带 assign 关键字，因为 data_out 是 wire 类型；
• 一定要进行声明操作genvar i，此外 for 语句中 begin 后面要有冒号: name

testbench code

仿真波形

从波形的输入信号 data_in 和 输出信号 data_out 可以看到，成功的完成了对输入信号的位置换。

for 循环

通常 for 循环会用在 always 块中，generate for 不能用在 always 块中。

常数循环次数的for循环是唯一可以被综合成电路的循环。

基本语法格式：

for (variable = start_value;continue_condition; circle_express)
begin
       operations……
end

• varible 是一个变量名；
• start_value是变量的初始值；
• continue_condition是循环的继续条件；
• circle_express是每个循环的步进操作；
• operations是每次循环的操作。

要想for循环能够被综合，循环的次数必须为确定值。

下面举例说明for循环的可综合特性：

for (loop=0; loop < 10; loop = loop + 1)  //可综合，循环次数为10
for (loop=0; loop < 10; loop = loop + 2)  //可综合，循环次数为5
for (loop = variable; loop < 10; loop = loop + 1) //初始值为变量不可综合
for (loop = 0; loop < variable; loop=loop+1) //结束条件为变量不可综合
for (loop = 0; loop < 10; loop = loop + variable) //步长为变量不可综合

在实际电路中并没有loop这个变量，它只在综合里起作用，告诉综合器软件要重复几遍for操作。

forever 语句表示永久循环，不包含任何条件表达式，一旦执行便无限的执行下去，系统函数 $finish 可退出
forever。forever 相当于 while(1) 。

verilog code

仿真波形

错误小结

原因是由于data_out <= data_in[7-i] 引起的，所以在coding 的时候一定需要检查清楚。

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