Arrays

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy — lição 10 de 90.

Um array permite que você armazene múltiplos valores em uma única variável. Cada elemento no array pode ser acessado por seu índice.

Nota: Um array não é um tipo de dado separado. Ele é uma coleção de tipos wire, reg, integer ou real.

Declarando Arrays

Sintaxe: <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];   // 256 bytes de memória (cada um com 8 bits)
reg data [0:7];              // 8 registradores de bit único
wire [3:0] bus [0:3];       // 4 barramentos, cada um com 4 bits de largura
integer counters [0:9];      // 10 inteiros

O número entre colchetes [ ] é o tamanho do array, não a largura de bits.

Acessando Elementos de Array

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

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

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

Arrays são muito úteis em testbenches para armazenar dados de teste.

Arrays Multidimensionais

Você pode criar arrays com múltiplas dimensões:

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];   // array 4x4 de valores de 8 bits

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

Array vs Vetor

	Vetor	Array
O que é	Wire ou reg multi-bit	Coleção de múltiplos valores
Sintaxe	`[MSB:LSB]`	`[size]`
Exemplo	`reg [7:0] data;`	`reg [7:0] mem [0:255];`
Acesso	`data[3]` (bit 3)	`mem[3]` (elemento 3)

Um vetor é um único valor com múltiplos bits.
Um array é múltiplos valores, cada um com seus próprios bits.

Notas Importantes

Arrays não são sintetizáveis em muitas ferramentas quando usados com tamanhos grandes
Arrays são usados principalmente em testbenches
Para memória de hardware, use primitivas de memória especiais

Desafio

Complete o código abaixo para criar um array que armazena 4 valores de teste.

O que fazer:

Declare um array chamado test_data
1. Use o tipo de dado reg (porque ele armazena valores em um testbench)
2. Cada elemento deve ter 8 bits de largura ([7:0])
3. O array deve ter 4 elementos ([0:3])

Folha de consulta

Arrays armazenam múltiplos valores em uma única variável, acessados por índice. Um array é uma coleção de tipos wire, reg, integer ou real.

Sintaxe de declaração: <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];  // 256 elementos, cada um com 8 bits de largura
wire [3:0] bus [0:3];      // 4 elementos, cada um com 4 bits de largura
integer counters [0:9];    // 10 inteiros

Acessando elementos:

memory[0] = 165;
memory[2] = memory[0] + memory[1];
$display("%d", memory[2]);

Arrays multidimensionais:

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];  // Array 4x4 de valores de 8 bits
matrix[0][0] = 255;

Array vs Vetor:

Vetor — um valor com múltiplos bits: reg [7:0] data; — data[3] acessa o bit 3
Array — múltiplos valores, cada um com seus próprios bits: reg [7:0] mem [0:255]; — mem[3] acessa o elemento 3

Arrays são usados principalmente em testbenches; para memória de hardware, use primitivas de memória especiais.

Experimente você mesmo

module arrays;
  
  // Declara um array chamado test_data
  // Ele deve ter 4 elementos, cada um com 8 bits de largura
  // Use o tipo de dado reg (porque ele armazena valores em um testbench)

  
  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

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