Arrays

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

Mit einem Array kannst du mehrere Werte in einer Variablen speichern. Auf jedes Element im Array kann über seinen Index zugegriffen werden.

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

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 den eckigen Klammern [ ] ist die Array-Größe, nicht die Bitbreite.

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 in Testbenches sehr nützlich, um Testdaten zu speichern.

Mehrdimensionale Arrays

Du kannst 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. Vektor

	Vektor	Array
Was es ist	Mehrbit-Leitung 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 Wert mit mehreren Bits.
Ein Array besteht aus mehreren Werten, von denen jeder seine eigenen Bits hat.

Wichtige Hinweise

Arrays sind bei Verwendung großer Größen in vielen Tools nicht synthetisierbar
Arrays werden hauptsächlich in Testbenches verwendet
Für Hardwarespeicher solltest du spezielle Speicherprimitive verwenden

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 einer Testbench speichert)
2. Jedes Element sollte 8 Bit 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, jedes 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