Zahlen mit fester Breite

Teil des Abschnitts Grundlagen der Verilog-Journey von Coddy. Lektion 14 von 90.

In Verilog gibt es eine Möglichkeit, eine Zahl mit einer bestimmten Größe zu deklarieren. Sie wird als Zahl mit festgelegter Größe bezeichnet. Das ist nützlich, weil es Verwirrung darüber verhindert, wie viele Bits deine Zahl hat, und sicherstellt, dass sich deine Hardware genau wie erwartet verhält.

Eine Zahl mit festgelegter Größe folgt diesem Format: [bits]'[format][value]

bits: die Anzahl der Bits (zum Beispiel 8)
': ein Apostroph, das die Größe vom Format trennt (erforderlich)

format: die Basis der Zahl: b für Binär, d für Dezimal, h für Hexadezimal oder o für Oktal
value: die tatsächliche Zahl (zum Beispiel 1010)

Zum Beispiel:

4'b1010: 4 Bits, binär 1010 (dezimal 10)
8'd255: 8 Bits, dezimal 255 (binär 11111111)
16'hFF: 16 Bits, hexadezimal FF (binär 0000000011111111)
3'b1: 3 Bits, binär 001 (die linken Bits werden mit Nullen aufgefüllt)

Codebeispiel:

reg [7:0] data;

data = 8'b10101010;   // 8 bits, binary 10101010
data = 8'd170;        // 8 Bits, dezimal 170
data = 8'hAA;         // 8 bits, hex AA

Alle drei Beispiele weisen data denselben Wert zu.

Warum die Größe wichtig ist

Ohne Größenangabe:

reg [7:0] data;
data = 1;        // Was bedeutet das? 1 Bit? 8 Bits?

Verilog geht standardmäßig davon aus, dass kleine Zahlen 32 Bit groß sind, was Probleme verursachen kann.

Mit Größe:

reg [7:0] data;
data = 8'b00000001;   // Clear: 8-bit value 1

Nullauffüllung

Wenn du einem größeren Vektor einen kleineren Wert zuweist, füllt Verilog die Bits auf der linken Seite mit Nullen:

reg [7:0] data;
data = 4'b1010;    // Becomes 8'b00001010

Aufgabe

Vervollständige den Code, indem du die Zahlen mit der richtigen Größe einträgst.

Was zu tun ist:

Setze a auf eine 8-Bit-Binärzahl für die Dezimalzahl 170 (binär 10101010)
Setze b auf eine 4-Bit-Binärzahl für die Dezimalzahl 12 (binär 1100)
Setze c auf eine 16-Bit-Hexadezimalzahl für die Dezimalzahl 255 (hexadezimal FF)

Probier es selbst

module sized_challenge;
  reg [7:0] a;
  reg [3:0] b;
  reg [15:0] c;
  
  initial begin
    a = ______;   // 8-Bit-Binär für 170 (10101010)
    b = ______;   // 4-Bit-Binär für 12 (1100)
    c = ______;   // 16-Bit-Hex für 255 (FF)
    
    $display("a = %b", a);
    $display("b = %b", b);
    $display("c = %h", c);
    $finish;
  end
endmodule