Verilog语言的循环语句示例详解
关键词:while, for, repeat, forever
Verilog 循环语句有 4 种类型,分别是 while,for,repeat,和 forever 循环。循环语句只能在 always 或 initial 块中使用,但可以包含延迟表达式。
while 循环
while 循环语法格式如下:
while (condition) begin … end
while 循环中止条件为 condition 为假。
如果开始执行到 while 循环时 condition 已经为假,那么循环语句一次也不会执行。
当然,执行语句只有一条时,关键字 begin 与 end 可以省略。
下面代码执行时,counter 执行了 11 次。
`timescale 1ns/1ns module test ; reg [3:0] counter ; initial begin counter = 'b0 ; while (counter<=10) begin #10 ; counter = counter + 1'b1 ; end end //stop the simulation always begin #10 ; if ($time >= 1000) $finish ; end endmodule
for 循环
for 循环语法格式如下:
for(initial_assignment; condition ; step_assignment) begin … end
initial_assignment 为初始条件。
condition 为终止条件,condition 为假时,立即跳出循环。
step_assignment 为改变控制变量的过程赋值语句,通常为增加或减少循环变量计数。
一般来说,因为初始条件和自加操作等过程都已经包含在 for 循环中,所以 for 循环写法比 while 更为紧凑,但也不是所有的情况下都能使用 for 循环来代替 while 循环。
下面 for 循环的例子,实现了与 while 循环中例子一样的效果。需要注意的是,i = i + 1 不能像 C 语言那样写成 i++ 的形式,i = i -1 也不能写成 i -- 的形式。
// for 循环语句 integer i ; reg [3:0] counter2 ; initial begin counter2 = 'b0 ; for (i=0; i<=10; i=i+1) begin #10 ; counter2 = counter2 + 1'b1 ; end end
repeat 循环
repeat 循环语法格式如下:
repeat (loop_times) begin … end
repeat 的功能是执行固定次数的循环,它不能像 while 循环那样用一个逻辑表达式来确定循环是否继续执行。repeat 循环的次数必须是一个常量、变量或信号。如果循环次数是变量信号,则循环次数是开始执行 repeat 循环时变量信号的值。即便执行期间,循环次数代表的变量信号值发生了变化,repeat 执行次数也不会改变。
下面 repeat 循环例子,实现了与 while 循环中的例子一样的效果。
// repeat 循环语句 reg [3:0] counter3 ; initial begin counter3 = 'b0 ; repeat (11) begin //重复11次 #10 ; counter3 = counter3 + 1'b1 ; end end
下面 repeat 循环例子,实现了连续存储 8 个数据的功能:
always @(posedge clk or negedge rstn) begin j = 0 ; if (!rstn) begin repeat (8) begin buffer[j] <= 'b0 ; //没有延迟的赋值,即同时赋值为0 j = j + 1 ; end end else if (enable) begin repeat (8) begin @(posedge clk) buffer[j] <= counter3 ; //在下一个clk的上升沿赋值 j = j + 1 ; end end end
真结果如下图。
由图可知,rstn 拉高时,buffer 的 8 个向量同时赋值为 0。
第二个时钟周期后,buffer 依次被 counter3 赋值,实现了连续存储 8 个数据的功能。
forever 循环
forever 循环语法格式如下:
forever begin … end
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) 。
通常,forever 循环是和时序控制结构配合使用的。
例如,使用 forever 语句产生一个时钟:
reg clk ; initial begin clk = 0 ; forever begin clk = ~clk ; #5 ; end end
例如,使用 forever 语句实现一个时钟边沿控制的寄存器间数据传输功能:
reg clk ; reg data_in, data_temp ; initial begin forever @(posedge clk) data_temp = data_in ; end
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