数组

本课属于 Coddy Verilog 学习旅程的“基础知识”单元。第 10 课，共 90 课。

数组可以让你在一个变量中存储多个值。你可以通过索引访问数组中的每个元素。

注意：数组不是一种独立的数据类型。它是由 wire、reg、integer 或 real 类型组成的集合。

声明数组

语法： <data_type> <name> [<size>];

reg [7:0] memory [0:255];   // 256 字节的内存（每字节 8 位）
reg data [0:7];              // 8 个单比特寄存器
wire [3:0] bus [0:3];       // 4 条总线，每条宽 4 位
integer counters [0:9];      // 10 个整数

方括号 [ ] 中的数字表示数组大小，不是位宽。

访问数组元素

reg [7:0] memory [0:3];
memory[0] = 165;        // 十进制数 165
memory[1] = 90;         // 十进制数 90
memory[2] = memory[0] + memory[1];
$display("%d", memory[2]);  // 输出：255

数组在测试平台中非常有用，可以用来存储测试数据。

多维数组

你可以创建具有多个维度的数组：

reg [7:0] matrix [0:3][0:3];   // 由 8 位值组成的 4x4 数组
matrix[0][0] = 255;            // 8'hFF = 十进制的 255
matrix[2][1] = 85;             // 8'h55 = 十进制的 85

数组与向量

	向量	数组
定义	多位的 wire 或 reg	多个值的集合
语法	`[MSB:LSB]`	`[size]`
示例	`reg [7:0] data;`	`reg [7:0] mem [0:255];`
访问	`data[3]`（第 3 位）	`mem[3]`（第 3 个元素）

向量是一个包含多个位的值。
数组是多个值，每个值都有自己的位。

重要说明

reg 数组是可综合的：综合工具会根据 reg [7:0] mem [0:255]; 这样的数组构建 RAM 和寄存器文件等存储器。
数组也用于测试平台中，用来存储测试数据。

挑战

补全下面的代码，创建一个用于存储 4 个测试值的数组。

要做什么：

声明一个名为 test_data 的数组
1. 使用 reg 数据类型（因为它会在测试平台中存储值）
2. 每个元素应为 8 位宽（[7:0]）
3. 数组应有 4 个元素（[0:3]）

亲手试试

module arrays;
  
  // 声明一个名为 test_data 的数组
  // 它应有 4 个元素，每个元素宽 8 位
  // 使用 reg 数据类型（因为它能在测试平台中存储值）

  
  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

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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