Números sem Tamanho Definido

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy. Lição 15 de 90.

Um número sem tamanho é um número escrito sem especificar quantos bits ele possui. Quando você escreve um número sem um prefixo de tamanho, o Verilog assume que ele tem 32 bits por padrão.

a = 'b1010;        // Unsized: Verilog treats this as 32 bits
a = 32'b1010;    // O mesmo que acima, mas explícito

Números sem tamanho definido usam apenas o formato e o valor: [format][value]

<strong>format</strong>: a base do número: b para binário, d para decimal, h para hexadecimal ou o para octal
<strong>value</strong>: o número real (por exemplo, 1010)

O apóstrofo ' ainda é necessário entre o formato e o valor, mas não há uma contagem de bits antes dele.

'b1010: binário de 32 bits 1010
'd255: decimal de 32 bits 255
'hFF: hexadecimal de 32 bits FF
'b1: binário de 32 bits 1 (com 31 zeros à esquerda)

Exemplo de código:

reg [7:0] data;

initial begin
  data = 1010;      // Não dimensionado: valor de 32 bits (pode causar aviso)
  data = 'd255;     // Unsized: 32-bit decimal 255
  data = 'hFF;      // Não dimensionado: hex de 32 bits FF
end

Sem tamanho vs. Com tamanho

	Sem tamanho	Com tamanho
Exemplo	`1010` ou `'d255`	`8'b1010` ou `8'd255`
Largura de bits	32 bits (padrão)	Explícita (conforme especificado)
Apóstrofo	Obrigatório com o formato	Obrigatório
Quando usar	Código simples de testbench	Atribuições de hardware

Problema potencial

Números sem tamanho definido podem causar comportamentos inesperados quando atribuídos a registradores menores:

reg [3:0] small;
small = 'b1111;      // 32-bit value, but fits in 4 bits (fine)
small = 'b10000;     // valor de 32 bits, mas grande demais! (aviso)

O segundo exemplo atribui um valor de 32 bits 10000 a um registrador de 4 bits. Somente os 4 bits inferiores são mantidos (0000), o que pode não ser o que você espera.

Quando usar números sem tamanho definido

Números sem tamanho definido são convenientes para:

Números simples em testbenches
Contadores de loop
Instruções $display

Para atribuições de hardware reais, use números com tamanho definido para ser explícito e evitar avisos.

Desafio

No código abaixo, alguns números não têm tamanho definido. Altere-os para números com tamanho definido (8 bits) para evitar avisos.

O que fazer:

Altere a para um número binário de 8 bits para 1010
Altere b para um número decimal de 8 bits para 255
Altere c para um número hexadecimal de 8 bits para FF

Experimente você mesmo

module unsized_challenge;
  reg [7:0] a, b, c;
  
  initial begin
    a = 'b1010;      // Change to sized (8-bit binary)
    b = 'd255;     // Altere para dimensionado (decimal de 8 bits)
    c = 'hFF;      // Change to sized (8-bit hex)
    
    $display("a = %b", a);
    $display("b = %b", b);
    $display("c = %b", c);
    $finish;
  end
endmodule

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