Operatore di concatenazione

Fa parte della sezione Fondamenti del percorso Verilog di Coddy. Lezione 27 di 90.

L'operatore di concatenazione { } combina più segnali, costanti o espressioni in un unico vettore più grande. Si usa ogni volta che devi unire bit per formare valori più ampi.

Quali valori funzionano con la concatenazione

Puoi concatenare:

Wire e registri: qualsiasi segnale
Costanti: numeri come 4'b1010 o 8'hFF

Espressioni: risultati di operazioni come a + b
Replicazioni: ripetere un valore più volte

Tutti i valori concatenati devono avere larghezze fisse e note.

Sintassi di base: {value1, value2, value3, ...} La larghezza del risultato è la somma di tutte le larghezze individuali.

Esempi

Combina due valori a 4 bit in 8 bit:

reg [3:0] high, low;
reg [7:0] word;

word = {high, low};     // high diventa i 4 bit più significativi, low diventa i 4 bit meno significativi

Combina con le costanti:

data = {4'b1010, 4'b0000};   // 8'b10100000

Combina più di due:

full = {a, b, c, d};   // All widths add up

Replicazione

Puoi ripetere un valore più volte usando {n{value}}:

repeated = {4{4'b1010}};   // 16'b1010101010101010 (repeat 4 times)

Questo è utile per l'estensione del segno:

signed_8bit = {{4{sign_bit}}, value_4bit};

Esempio di codice

module concatenation_demo;
  reg [3:0] upper, lower;
  reg [7:0] combined;
  reg [11:0] repeated;
  
  initial begin
    upper = 4'b1010;
    lower = 4'b1100;
    
    combined = {upper, lower};        // 10101100
    repeated = {3{4'b1010}};          // 101010101010
    
    $display("{upper, lower} = %b", combined);
    $display("{3{4'b1010}} = %b", repeated);
    $finish;
  end
endmodule

Output:

{upper, lower} = 10101100
{3{4'b1010}} = 101010101010

Note importanti

L’ordine è importante: {a, b} è diverso da {b, a}
Tutte le parti devono avere larghezze fisse (nessun numero senza dimensione)
La concatenazione può essere usata sia sul lato sinistro che su quello destro delle assegnazioni

Sfida

Scrivi le espressioni di concatenazione corrette per ogni attività.

Cosa fare:

Concatena a e b in un risultato a 8 bit e memorizzalo in combine1
Concatena c, d ed e in un risultato a 12 bit e memorizzalo in combine2
Concatena f e due copie di g in un risultato a 12 bit e memorizzalo in combine3

Provalo tu

module concatenation_challenge;
  reg [3:0] a, b;
  reg [3:0] c, d, e;
  reg [3:0] f, g;
  reg [7:0] combine1;
  reg [11:0] combine2, combine3;
  
  initial begin
    a = 4'b1010;
    b = 4'b0101;
    c = 4'b1111;
    d = 4'b0000;
    e = 4'b1100;
    f = 4'b1001;
    g = 4'b0110;
    
    combine1 = ______;   // Combine a and b into an 8-bit result 
    combine2 = ______;   // Combine c, d, and e into a 12-bit result 
    combine3 = ______;   // Combine f and two copies of g into a 12-bit result 
    
    $display("{a, b} = %b", combine1);
    $display("{c, d, e} = %b", combine2);
    $display("{f, g, g} = %b", combine3);
    $finish;
  end
endmodule