Zahlen ohne feste Breite

Teil des Abschnitts Grundlagen der Verilog-Journey von Coddy. Lektion 15 von 90.

Eine Zahl ohne Größenangabe ist eine Zahl, bei der nicht angegeben wird, wie viele Bits sie hat. Wenn du eine Zahl ohne Größenpräfix schreibst, nimmt Verilog standardmäßig an, dass sie 32 Bits umfasst.

a = 'b1010;        // Unsized: Verilog treats this as 32 bits
a = 32'b1010;    // Dasselbe wie oben, aber explizit

Zahlen ohne Größenangabe verwenden nur das Format und den Wert: [format][value]

<strong>format</strong>: die Basis der Zahl: b für binär, d für dezimal, h für hexadezimal oder o für oktal
<strong>value</strong>: die eigentliche Zahl (zum Beispiel 1010)

Das Apostroph ' wird weiterhin zwischen Format und Wert benötigt, aber davor gibt es keine Bitanzahl.

'b1010: 32-Bit-Binärzahl 1010
'd255: 32-Bit-Dezimalzahl 255
'hFF: 32-Bit-Hexadezimalzahl FF
'b1: 32-Bit-Binärzahl 1 (mit 31 führenden Nullen)

Code-Beispiel:

reg [7:0] data;

initial begin
  data = 1010;      // Unsized: 32-Bit-Wert (kann Warnung verursachen)
  data = 'd255;     // Unsized: 32-bit decimal 255
  data = 'hFF;      // Unsized: 32-Bit-Hex FF
end

Ohne Größenangabe vs. mit Größenangabe

	Ohne Größenangabe	Mit Größenangabe
Beispiel	`1010` oder `'d255`	`8'b1010` oder `8'd255`
Bitbreite	32 Bit (Standard)	Explizit (wie angegeben)
Apostroph	Mit Format erforderlich	Erforderlich
Wann verwenden	Einfacher Testbench-Code	Hardwarezuweisungen

Mögliches Problem

Zahlen ohne Größenangabe können unerwartetes Verhalten verursachen, wenn sie kleineren Registern zugewiesen werden:

reg [3:0] small;
small = 'b1111;      // 32-bit value, but fits in 4 bits (fine)
small = 'b10000;     // 32-Bit-Wert, aber zu groß! (Warnung)

Das zweite Beispiel weist einem 4-Bit-Register einen 32-Bit-Wert 10000 zu. Nur die unteren 4 Bits bleiben erhalten (0000), was möglicherweise nicht deinen Erwartungen entspricht.

Wann Sie Zahlen ohne Größenangabe verwenden sollten

Zahlen ohne Größenangabe sind praktisch für:

Einfache Zahlen in Testbenches
Schleifenzähler
$display-Anweisungen

Für tatsächliche Hardwarezuweisungen verwende Zahlen mit Größenangabe, um eindeutig zu sein und Warnungen zu vermeiden.

Aufgabe

Im folgenden Code sind einige Zahlen ohne Größenangabe. Ändere sie in Zahlen mit Größenangabe (8 Bit), um Warnungen zu vermeiden.

Was zu tun ist:

Ändere a in eine 8-Bit-Binärzahl für 1010
Ändere b in eine 8-Bit-Dezimalzahl für 255
Ändere c in eine 8-Bit-Hexadezimalzahl für FF

Probier es selbst

module unsized_challenge;
  reg [7:0] a, b, c;
  
  initial begin
    a = 'b1010;      // Change to sized (8-bit binary)
    b = 'd255;     // Zu sized ändern (8-Bit dezimal)
    c = 'hFF;      // Change to sized (8-bit hex)
    
    $display("a = %b", a);
    $display("b = %b", b);
    $display("c = %b", c);
    $finish;
  end
endmodule