배열

Coddy Verilog 여정의 기초 섹션에 포함된 레슨 — 90개 중 10번째.

배열(array)을 사용하면 하나의 변수에 여러 값을 저장할 수 있습니다. 배열의 각 요소는 인덱스를 통해 접근할 수 있습니다.

참고: 배열은 별도의 데이터 형식이 아닙니다. wire, reg, integer 또는 real 타입의 집합입니다.

배열 선언하기

구문: <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];   // 256바이트의 메모리 (각각 8비트)
reg data [0:7];              // 8개의 단일 비트 레지스터
wire [3:0] bus [0:3];       // 4개의 버스, 각각 4비트 폭
integer counters [0:9];      // 10개의 정수

대괄호 [ ] 안의 숫자는 비트 너비가 아니라 배열 크기(array size)입니다.

Array 요소 접근하기

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

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

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

Arrays는 test data를 저장하는 데 testbench에서 매우 유용합니다.

Multi-Dimensional Arrays

다차원 array를 생성할 수 있습니다:

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];   // 8비트 값의 4x4 배열

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

Array vs Vector

	Vector	Array
개념	Multi-bit wire 또는 reg	여러 values의 집합
구문	`[MSB:LSB]`	`[size]`
예시	`reg [7:0] data;`	`reg [7:0] mem [0:255];`
접근	`data[3]` (bit 3)	`mem[3]` (element 3)

벡터는 여러 bits를 가진 하나의 값입니다.
array는 multiple values이며, each마다 자체 bits를 가집니다.

중요 참고 사항

많은 툴에서 큰 크기로 사용할 때 `arrays`는 합성 가능하지 않습니다.
`arrays`는 주로 `testbench`에서 사용됩니다.
하드웨어 `memory`의 경우 전용 `memory` 프리미티브를 사용하세요.

챌린지

4개의 테스트 값을 저장하는 배열을 생성하도록 아래 코드를 완성하세요.

수행할 작업:

test_data라는 배열 선언
1. reg 데이터 유형을 사용하세요 (테스트벤치에 값을 저장하기 때문입니다)
2. 각 요소의 너비는 8비트이어야 합니다 ([7:0])
3. 배열은 4개의 요소를 가져야 합니다 ([0:3])

직접 해보기

module arrays;
  
  // test_data라는 배열을 선언하세요
  // 4개의 요소를 가져야 하며, 각각 8비트 너비여야 합니다
  // reg 데이터 타입을 사용하세요 (테스트벤치에서 값을 저장하기 때문입니다)

  
  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