حلقة For

جزء من قسم الأساسيات في رحلة Verilog على Coddy. الدرس 58 من 90.

تتيح لك الحلقات في Verilog تنفيذ كتلة من التعليمات البرمجية عدة مرات. وهي مفيدة بشكل خاص في منصات الاختبار لتوليد أنماط اختبار متكررة، وتهيئة الذاكرة، والتكرار على المصفوفات. وعلى عكس أوصاف العتاد التي تعمل بالتوازي، تُنفَّذ الحلقات بالتتابع، مما يجعلها مثالية للمحاكاة والاختبار.

الحلقة الأكثر استخدامًا هي for حلقة، وهي تكرر التنفيذ عددًا محددًا من المرات. تنفذ حلقة for كتلةً من التعليمات البرمجية مرارًا، مع متغير حلقة تتغير قيمته في كل تكرار. أنت تحدد بالضبط عدد مرات تشغيلها.

الصياغة:

for (initialization; condition; increment) begin
  // التعليمات البرمجية المراد تكرارها
end

الجزء	ما الذي يفعله	مثال
`initialization`	يحدد قيمة البداية	`i = 0`
`condition`	متى يتوقف	`i < 10`
`increment`	يتغير في كل تكرار	`i = i + 1`

مثال بسيط

integer i;

for (i = 0; i < 5; i = i + 1) begin
  $display("i = %d", i);
end

المخرجات:

i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4

تتكرر الحلقة 5 مرات (i = 0, 1, 2, 3, 4).

حلقة for في بيئات الاختبار

تُستخدم حلقات for عادةً لاختبار جميع تركيبات المدخلات:

integer test_value;

for (test_value = 0; test_value < 16; test_value = test_value + 1) begin
  $display("test_value = %d", test_value);
end

يختبر هذا جميع القيم الـ16 الممكنة لإشارة ذات 4 بتات.

حلقة for مع المصفوفات

reg [7:0] memory [0:9];
integer i;

initial begin
  for (i = 0; i < 10; i = i + 1) begin
    memory[i] = i * 8;
  end
end

يهيّئ هذا 10 مواقع في الذاكرة.

قواعد مهمة

القاعدة	الشرح
يجب أن يكون متغير الحلقة `integer` أو `reg`	لا يمكن أن يكون `wire`
استخدم `begin`/`end` لعدة عبارات	هذا مطلوب لأكثر من سطر واحد
تجنب الحلقات اللانهائية	تأكد من أن الشرط يصبح خطأ في نهاية المطاف
استخدم حدودًا ثابتة في الشيفرة القابلة للتوليف	تقوم عملية التوليف بفك الحلقة إلى نسخة واحدة من المنطق لكل تكرار

التحدي

ما يجب فعله:

أضف حلقة for الناقصة لطباعة الأرقام من 0 إلى 3.

جرّب بنفسك

module for_challenge;
  integer i;
  
  initial begin
    $display("Printing 0 to 3:");
    
    // TODO: أضف حلقة for
    // هيّئ i = 0
    // كرّر ما دام i < 4
    // زِد i = i + 1
    // داخل الحلقة، اطبع باستخدام: $display("i = %d", i);
    
    $finish;
  end
endmodule