Mảng

Thuộc phần Kiến thức nền tảng trong hành trình Verilog của Coddy. Bài học 10 trên 90.

Mảng cho phép bạn lưu nhiều giá trị trong một biến. Bạn có thể truy cập từng phần tử trong mảng bằng chỉ số của nó.

Lưu ý: Mảng không phải là một kiểu dữ liệu riêng. Nó là tập hợp các kiểu wire, reg, integer hoặc real.

Khai báo mảng

Cú pháp: <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];   // 256 byte bộ nhớ (mỗi byte gồm 8 bit)
reg data [0:7];              // 8 thanh ghi, mỗi thanh ghi 1 bit
wire [3:0] bus [0:3];       // 4 bus, mỗi bus rộng 4 bit
integer counters [0:9];      // 10 số nguyên

Số trong dấu ngoặc vuông [ ] là kích thước mảng, không phải độ rộng bit.

Truy cập các phần tử trong mảng

reg [7:0] memory [0:3];
memory[0] = 165;        // Số thập phân 165
memory[1] = 90;         // Số thập phân 90
memory[2] = memory[0] + memory[1];
$display("%d", memory[2]);  // In ra: 255

Mảng rất hữu ích trong các testbench để lưu trữ dữ liệu kiểm thử.

Mảng nhiều chiều

Bạn có thể tạo mảng với nhiều chiều:

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];   // Mảng (array) 4x4 gồm các giá trị 8 bit
matrix[0][0] = 255;            // 8'hFF = 255 ở hệ thập phân
matrix[2][1] = 85;             // 8'h55 = 85 ở hệ thập phân

Mảng và vector

	Vector	Mảng
Định nghĩa	Dây dẫn hoặc thanh ghi nhiều bit	Tập hợp nhiều giá trị
Cú pháp	`[MSB:LSB]`	`[size]`
Ví dụ	`reg [7:0] data;`	`reg [7:0] mem [0:255];`
Truy cập	`data[3]` (bit 3)	`mem[3]` (phần tử 3)

Một vector là một giá trị với nhiều bit.
Một mảng gồm nhiều giá trị, mỗi giá trị có các bit riêng.

Lưu ý quan trọng

Mảng reg có thể tổng hợp được: các công cụ tổng hợp tạo bộ nhớ như RAM và tệp thanh ghi từ những mảng như reg [7:0] mem [0:255];
Mảng cũng được dùng trong testbench để lưu dữ liệu kiểm thử

Thử thách

Hoàn thành đoạn code bên dưới để tạo một mảng lưu trữ 4 giá trị thử nghiệm.

Cần làm:

Khai báo một mảng có tên test_data
1. Dùng kiểu dữ liệu reg (vì nó lưu trữ các giá trị trong testbench)
2. Mỗi phần tử rộng 8 bit ([7:0])
3. Mảng có 4 phần tử ([0:3])

Tự làm thử

module arrays;
  
  // Khai báo một mảng (array) tên là test_data
  // Mảng này cần có 4 phần tử, mỗi phần tử rộng 8 bit
  // Dùng kiểu dữ liệu (data type) reg vì kiểu này lưu các giá trị trong 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