3.1 Verilog 连续赋值

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2023-03-14

关键词：assign，全加器

连续赋值语句是 Verilog 数据流建模的基本语句，用于对 wire 型变量进行赋值。：

格式如下

assign     LHS_target = RHS_expression  ；

LHS（left hand side）指赋值操作的左侧，RHS（right hand side）指赋值操作的右侧。

assign 为关键词，任何已经声明 wire 变量的连续赋值语句都是以 assign 开头，例如：

wire      Cout, A, B ;
assign    Cout  = A & B ;     //实现计算A与B的功能

需要说明的是：

LHS_target 必须是一个标量或者线型向量，而不能是寄存器类型。
RHS_expression 的类型没有要求，可以是标量或线型或存器向量，也可以是函数调用。
只要 RHS_expression 表达式的操作数有事件发生（值的变化）时，RHS_expression 就会立刻重新计算，同时赋值给 LHS_target。

Verilog 还提供了另一种对 wire 型赋值的简单方法，即在 wire 型变量声明的时候同时对其赋值。wire 型变量只能被赋值一次，因此该种连续赋值方式也只能有一次。例如下面赋值方式和上面的赋值例子的赋值方式，效果都是一致的。

wire      A, B ;
wire      Cout = A & B ;

全加器

下面采用数据流描述方式，来设计一个 1bit 全加器。

设 Ai，Bi，Ci 分别为被加数、加数和相邻低位的进位数，So, Co 分别为本位和与向相邻高位的进位数。

真值表如下：

Input			Output
Ci	Ai	Bi	So	Co
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

全加器的表达式为：

So = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci ;
Co = AiBi + Ci(Ai+Bi)

rtl 代码（full_adder1.v）如下：

实例

module full_adder1 (
input Ai , Bi , Ci ,
output So , Co ) ;

assign So = Ai ^ Bi ^ Ci ;
assign Co = (Ai & Bi ) | (Ci & (Ai | Bi ) ) ;
endmodule

当然，更为贴近加法器的代码描述可以为：

实例

module full_adder1 (
input Ai , Bi , Ci
output So , Co ) ;

assign {Co , So } = Ai + Bi + Ci ;
endmodule

testbench（test.sv）参考如下：

实例

`timescale 1ns / 1ns

module test ;
reg Ai , Bi , Ci ;
wire So , Co ;

initial begin
{Ai , Bi , Ci } = 3'b0 ;
forever begin
# 10 ;
{Ai , Bi , Ci } = {Ai , Bi , Ci } + 1'b1 ;
end
end

full_adder1 u_adder (
.Ai (Ai ) ,
.Bi (Bi ) ,
.Ci (Ci ) ,
.So (So ) ,
.Co (Co ) ) ;

initial begin
forever begin
# 100 ;
//$display("---gyc---%d", $time);
if ( $time >= 1000 ) begin
$finish ;
end
end
end

endmodule

仿真结果如下：

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