Số có kích thước

Thuộc phần Kiến thức nền tảng trong hành trình Verilog của Coddy. Bài học 14 trên 90.

Có một cách khai báo số có kích thước cụ thể trong Verilog. Cách này gọi là số có kích thước xác định. Cách này hữu ích vì giúp tránh nhầm lẫn về số bit của số đó và đảm bảo phần cứng hoạt động đúng như mong đợi.

Một số có kích thước tuân theo định dạng này: [bits]'[format][value]

bits: số bit (ví dụ: 8)
': dấu nháy đơn ngăn cách kích thước với định dạng (bắt buộc)

format: cơ số của số đó: b cho hệ nhị phân, d cho hệ thập phân, h cho hệ thập lục phân hoặc o cho hệ bát phân
value: số thực tế (ví dụ: 1010)

Ví dụ:

4'b1010: 4 bit, nhị phân 1010 (thập phân 10)
8'd255: 8 bit, thập phân 255 (nhị phân 11111111)
16'hFF: 16 bit, hệ thập lục phân FF (nhị phân 0000000011111111)
3'b1: 3 bit, nhị phân 001 (các bit bên trái được điền bằng số 0)

Ví dụ code:

reg [7:0] data;

data = 8'b10101010;   // 8 bits, binary 10101010
data = 8'd170;        // 8 bit, hệ thập phân 170
data = 8'hAA;         // 8 bits, hex AA

Cả ba ví dụ đều gán cùng một giá trị cho data.

Vì sao kích thước lại quan trọng

Không chỉ rõ kích thước:

reg [7:0] data;
data = 1;        // Điều này có nghĩa là gì? 1 bit hay 8 bit?

Verilog mặc định coi các số nhỏ có độ rộng 32 bit, điều này có thể gây ra vấn đề.

Có chỉ định kích thước:

reg [7:0] data;
data = 8'b00000001;   // Clear: 8-bit value 1

Đệm bằng số 0

Khi bạn gán một giá trị nhỏ hơn cho một vector lớn hơn, Verilog điền các bit bên trái bằng số 0:

reg [7:0] data;
data = 4'b1010;    // Becomes 8'b00001010

Thử thách

Hoàn thành code bằng cách viết các số có kích thước chính xác.

Cần làm:

Đặt a thành số nhị phân 8 bit có giá trị thập phân 170 (số nhị phân 10101010)
Đặt b thành số nhị phân 4 bit có giá trị thập phân 12 (số nhị phân 1100)
Đặt c thành số thập lục phân 16 bit có giá trị thập phân 255 (số thập lục phân FF)

Tự làm thử

module sized_challenge;
  reg [7:0] a;
  reg [3:0] b;
  reg [15:0] c;
  
  initial begin
    a = ______;   // Số nhị phân 8 bit biểu diễn 170 (10101010)
    b = ______;   // Số nhị phân 4 bit biểu diễn 12 (1100)
    c = ______;   // Số thập lục phân 16 bit biểu diễn 255 (FF)
    
    $display("a = %b", a);
    $display("b = %b", b);
    $display("c = %h", c);
    $finish;
  end
endmodule