generate语句
通过generate循环,可以产生一个对象(比如一个元素或者是一个module)的多次例化,为可变尺度的设计提供了方便,generate语句一般在循环和条件语句中使用,为此,Verilog-2001增加了4个关键字:generate、endgenerate、genvar、localparam,genvar是一个新增的数据类型,用在generate的循环中的标尺变量必须定义为genvar类型
下面举例进行说明,
首先设计一个1bit位宽的buffer_1:
module buffer_1 ( input wire in, output wire out ); assign out = ~in; endmodule
在buffer_8中例化buffer_1 8次,这里有几点需要注意:
① 循环变量i必须是genvar类型的,不可以是reg型,integer型;
② for循环之后的的begin最好加上一个标号(如BLOCK1,例化模块的名字);
//8bit width buffer module buffer_8 ( input wire [7:0] din, output wire [7:0] dout ); //Generate block genvar i; generate for(i = 0; i < 8; i = i + 1) begin: BLOCK buffer_1 buffer_1_inst (.in(din[i]), .out(dout[i])); end endgenerate endmodule
这里给出一个简单的顶层tb文件:
//tb module buffer_8_tb; //reg & wire define area reg [7:0] din; wire [7:0] dout; //Instance the DUT buffer_8 buffer_8_inst ( .din(din), .dout(dout) ); //Generate the stimulate initial begin din = 8'd7; #10; din = 8'd6; #10; din = 8'd4; #10; din = 8'd7; #10; $finish; end endmodule在generate语句中可以出现以下三种语句:
(1)generate...loop循环语句
(2)generate...case分支语句
(3)generate...conditional条件语句
generate语句格式如下:
generate //generate ... loop循环语句 //generate ... case分支语句 //generat ... conditional条件语句 //嵌套的generate语句 endgenerate
1. generate循环语句
generate循环语句被用于(verilog编译)细化阶段的语句复制,允许对结构元素编写一个for循环,下面的例子是一个N位异或门。
module nbit_xor #( parameter SIZE=16 )( input(SIZE-1:0) a,b,output[SIZE-1:0] y); genvar gv_i; generate for(gv_i=0;gv_i<SIZE;gv_i++) begin:sblka xor uxor(y[gv_i],a[gv_i],b[gv_i]); end endgenerate endmodulefor循环中使用的循环变量gv_i被称为genvar变量,这种变量必须用genvar来声明,并且只能在generate循环语句中使用;此外,generate块需要标签,用来表示循环的实例化名称,在上例中是sblka.
2. generate-conditional条件语句
generate条件语句允许在细化期间对语句进行条件选择。
generate条件语句最常见的格式如下:
if(condition) statements else statements
下面举一个用generate条件形式的例子:
module adder #(parameter SIZE=4) (input[SIZE-1:0] a,b, output[SIZE-1:0] sum, output carry_out); wire [SIZE-1:0] carry; genvar gv_k; generate for(gv_k = 0; gv_k < SIZE; gv_k ++) begin: gen_blk_adder if(gv_k == 0) half_adder u_ha ( .a(a[gv_k]), .b(b[gv_k]), .sum(sum[gv_k]), .carry_out(carry[gv_k]), ); else full_adder u_ha ( .a(a[gv_k]), .b(b[gv_k]), .sum(sum[gv_k]), .carry_in(carry[gv_k-1]), .carry_out(carry[gv_k]), ); end endgenerate endmodule
3. generate-case分支语句
generate分支语句与条件语句类似,只不过分支语句是用分支来进行条件选择,给出下面的例子:
module adder #( parameter SIZE=4 parameter IMPLEMENTATION_LEVEL=0 )( input[SIZE-1:0] arg1,arg2, output[SIZE-1:0] result, ); generate case(IMPLEMENTATION_LEVEL) 0: assign result=arg1+arg2; 1:.....; 2:.....; 3:.....; default:......; endgenerate endmodule
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