Arrays

Teil des Abschnitts Grundlagen der Verilog-Journey von Coddy — Lektion 10 von 90.

Ein Array ermöglicht es Ihnen, mehrere Werte in einer einzigen Variable zu speichern. Auf jedes Element im Array kann über seinen Index zugegriffen werden.

Hinweis: Ein Array ist kein separater Datentyp. Es ist eine Sammlung von wire-, reg-, integer- oder real-Typen.

Arrays deklarieren

Syntax: <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];   // 256 Bytes Speicher (je 8 Bits)
reg data [0:7];              // 8 Einzelbit-Register
wire [3:0] bus [0:3];       // 4 Busse, jeweils 4 Bits breit
integer counters [0:9];      // 10 Ganzzahlen

Die Zahl in Klammern [ ] ist die array size, nicht die bit-Breite.

Zugriff auf Array-Elemente

reg [7:0] memory [0:3];

memory[0] = 165;        // Dezimal 165
memory[1] = 90;         // Dezimal 90
memory[2] = memory[0] + memory[1];

$display("%d", memory[2]);  // Gibt aus: 255

Arrays sind sehr nützlich in testbenches zum Speichern von test data.

Mehrdimensionale Arrays

Sie können Arrays mit mehreren Dimensionen erstellen:

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];   // 4x4-Array von 8-Bit-Werten

matrix[0][0] = 255;            // 8'hFF = 255 dezimal
matrix[2][1] = 85;             // 8'h55 = 85 dezimal

Array vs Vector

	Vector	Array
Was es ist	Multi-bit wire oder reg	Sammlung mehrerer Werte
Syntax	`[MSB:LSB]`	`[size]`
Beispiel	`reg [7:0] data;`	`reg [7:0] mem [0:255];`
Zugriff	`data[3]` (bit 3)	`mem[3]` (Element 3)

Ein Vektor ist ein Einzelwert mit mehreren bits.
Ein array ist mehrere values, each mit seinen eigenen bits.

Wichtige Hinweise

arrays sind in vielen Tools nicht synthetisierbar, wenn sie mit großen Größen verwendet werden
arrays werden hauptsächlich in testbenches verwendet
Verwenden Sie für Hardware-memory spezielle Speicherprimitiven

Aufgabe

Vervollständige den folgenden Code, um ein Array zu erstellen, das 4 Testwerte speichert.

Was zu tun ist:

Deklariere ein Array namens test_data
1. Verwende den Datentyp reg (weil er Werte in einem Testbench speichert)
2. Jedes Element sollte 8 Bits breit sein ([7:0])
3. Das Array sollte 4 Elemente haben ([0:3])

Probier es selbst

module arrays;
  
  // Deklariere ein Array namens test_data
  // Es sollte 4 Elemente haben, jeweils 8 Bit breit
  // Verwende den Datentyp reg (weil er Werte in einer Testbench speichert)

  
  integer i;
  
  initial begin
    test_data[0] = 170;   
    test_data[1] = 240;    
    test_data[2] = 204;    
    test_data[3] = 15;   
    
    for (i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
      $display("test_data[%0d] = %b", i, test_data[i]);
    end
    $finish;
  end
  
endmodule