拼接运算符

本课属于 Coddy Verilog 学习旅程的“基础知识”单元。第 27 课，共 90 课。

拼接运算符 { } 会将多个信号、常量或表达式合并成一个更大的向量。每当你需要将多个位拼接起来组成更宽的值时，就可以使用它。

哪些值可以进行拼接

你可以拼接：

线网和寄存器：任意信号
常量：例如 4'b1010 或 8'hFF 这样的数字

表达式：运算的结果，例如 a + b
重复：多次重复一个值

所有拼接的值都必须具有固定且已知的宽度。

基本语法： {value1, value2, value3, ...} 结果的宽度是所有单个宽度之和。

示例

将两个 4 位值合并为 8 位：

reg [3:0] high, low;
reg [7:0] word;

word = {high, low};     // high 成为高 4 位，low 成为低 4 位

与常量组合：

data = {4'b1010, 4'b0000};   // 8'b10100000

合并两个以上：

full = {a, b, c, d};   // All widths add up

重复

你可以使用 {n{value}} 多次重复一个值：

repeated = {4{4'b1010}};   // 16'b1010101010101010 (repeat 4 times)

这在符号扩展中很有用：

signed_8bit = {{4{sign_bit}}, value_4bit};

代码示例

module concatenation_demo;
  reg [3:0] upper, lower;
  reg [7:0] combined;
  reg [11:0] repeated;
  
  initial begin
    upper = 4'b1010;
    lower = 4'b1100;
    
    combined = {upper, lower};        // 10101100
    repeated = {3{4'b1010}};          // 101010101010
    
    $display("{upper, lower} = %b", combined);
    $display("{3{4'b1010}} = %b", repeated);
    $finish;
  end
endmodule

输出：

{upper, lower} = 10101100
{3{4'b1010}} = 101010101010

重要说明

顺序很重要：{a, b} 和 {b, a} 不同
所有部分都必须具有固定宽度（不能使用未指定宽度的数字）
赋值语句的左侧和右侧都可以使用拼接

挑战

为每项任务写出正确的拼接表达式。

要做什么：

将 a 和 b 拼接成一个 8 位结果，并存入 combine1
将 c、d 和 e 拼接成一个 12 位结果，并存入 combine2
将 f 和两个 g 拼接成一个 12 位结果，并存入 combine3

亲手试试

module concatenation_challenge;
  reg [3:0] a, b;
  reg [3:0] c, d, e;
  reg [3:0] f, g;
  reg [7:0] combine1;
  reg [11:0] combine2, combine3;
  
  initial begin
    a = 4'b1010;
    b = 4'b0101;
    c = 4'b1111;
    d = 4'b0000;
    e = 4'b1100;
    f = 4'b1001;
    g = 4'b0110;
    
    combine1 = ______;   // Combine a and b into an 8-bit result 
    combine2 = ______;   // Combine c, d, and e into a 12-bit result 
    combine3 = ______;   // Combine f and two copies of g into a 12-bit result 
    
    $display("{a, b} = %b", combine1);
    $display("{c, d, e} = %b", combine2);
    $display("{f, g, g} = %b", combine3);
    $finish;
  end
endmodule