第四章 表达式.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章 表达式,表达式由操作数和操作符组成。,表达式可以在出现数值的任何地方使用。,4.1,操作数,操作数可以是以下类型中的一种：,1),常数,2),参数,3),线网,4),寄存器,5),位选择,6),部分选择,7),存储器单元,8),函数调用,4.1.1,常数,256,7 /,非定长的十进制数。,4b10_11,8h0A/,定长的整型常量。,b1,hFBA,/,非定长的整数常量。,90.00006/,实数型常量。,BOND /,串常量；每个字符作为,8,位,ASCII,值存储,4.1.2,参数,参数类似于常量，并且使用参数声明进行说明。下面是参数说明实例。,parameter,LOAD,=4d12,STROBE,=4d10;,LOADl,和,STROBE,为参数的例子，值分别被声明为,12,和,10,。,4.1.3,线网,可在表达式中使用标量线网（,1,位）和向量线网（多位）。,wire,0:3,Prt,;/,P r t,为,4,位向量线网。,wire,Bdq,;/,Bbq,是标量线网。,线网中的值被解释为无符号数。在连续赋值语句中，,assign,Prt,=-3;,Prt,被赋于位向量,11 0 1,，实际上为十进制的,1 3,。在下面的连续赋值中，,assign,Prt,=4HA;,Prt,被赋于位向量,1 0 1 0,，即为十进制的,1 0,。,4.1.4,寄存器,标量和向量寄存器可在表达式中使用。寄存器变量使用寄存器声明进行说明。例如,:,integer,TemA,TemB,;,reg,1:5,State,;,time,Que,1:5 ;,整型寄存器中的值被解释为有符号的二进制补码数，而,reg,寄存器或时间寄存器中的值被解释为无符号数。实数和实数时间类型寄存器中的值被解释为有符号浮点数。,TemA,=-10;/,TemA,值为位向量,1 0 1 1 0,，是,1 0,的二进制补码。,TemA,=b1011;/,TemA,值为十进制数,1 1,。,State=-10;/,State,值为位向量,1 0 1 1 0,，即十进制数,2 2,。,State=b1011;/,State,值为位向量,0 1 0 1 1,，是十进制值,11,。,4.1.5,位选择,位选择从向量中抽取特定的位。,net_or_reg_vector,bit _select _,expr,下面是表达式中应用位选择的例子。,State,1&,State,4 /,寄存器位选择。,Prt,0|,Bbq,/,线网位选择。,如果选择表达式的值为,x,、,z,，或越界，则位选择的值为,x,。例如,S t a t e,x,值为,x,。,4.1.6,部分选择,在部分选择中，向量的连续序列被选择。,net_or_reg,_vector,msb,_const _,expr,:,lsb,_const _,expr,其中范围表达式必须为常数表达式。,选择范围越界或为,x,、,z,时，部分选择的值为,x,。,4.1.7,存储器单元,存储器单元从存储器中选择一个字。,memory,word _ address,例如：,reg,1:8,Ack,Dram,0:63 ;,.,Ack,=,Dram,60;/,存储器的第,60,个单元。,不允许对存储器变量值部分选择或位选择。例如，,Dram,60 2,不允许。,Dram,60 2:4,也不允许。,4.2,操作符,Verilog,HDL,中的操作符可以分为下述类型：,1),算术操作符,2),关系操作符,3),相等操作符,4),逻辑操作符,5),按位操作符,6),归约操作符,7),移位操作符,8),条件操作符,9),连接和复制操作符,除条件操作符从右向左关联外，其余所有操作符自左向右关联。,A,+,B,C,等价于：,(,A,+,B,)-,C,/,自左向右,A,?,B,:,C,?,D,:,F,等价于：,A,?,B,:(,C,?,D,:,F,)/,从右向左,圆括号能够用于改变优先级的顺序，如以下表达式：,(,A,?,B,:,C,)?,D,:,F,4.2.1,算术操作符,算术操作符有：,+,（一元加和二元加）,（一元减和二元减）,*,（乘）,/,（除）,%,（取模）,整数除法截断任何小数部分。例如：,7/4,结果为,1,取模操作符求出与第一个操作符符号相同的余数。,7%4,结果为,3,4.2.2,关系操作符,（大于）,=,（不小于）,45,结果为假（,0,）,52=b01110,等价于：,b01000 =b01110,结果为假（,0,）。,4.2.3,相等关系操作符,相等关系操作符有,:,=,（逻辑相等）,!=,（逻辑不等）,=,（全等）,!=,（非全等）,如果比较结果为假，则结果为,0,；否则结果为,1,。,假定：,D a t a,=b11x0;,A d d r,=b11x0;,则,Data,=,Addr,不定,，也就是说值为,x,。但,Data,=,Addr,为真,，也就是说值为,1,。,如果操作数的长度不相等，长度较小的操作数在左侧添,0,补位，例如：,2b10=4b0010,与,4b0010=,4b0010,相同,结果为真（,1,）。,4.2.4,逻辑操作符,逻辑操作符有,:,&(,逻辑与,),|(,逻辑或,),！,(,逻辑非,),这些操作符在逻辑值,0,或,1,上操作。,逻辑操作的结构为,0,或,1,。,假定,:,Crd,=b0;/0,为假,Dgs,=b1;/1,为真,那么,:,Crd,&,Dgs,结果为,0(,假,),Crd,|,Dgs,结果为,1(,真,),!,Dgs,结果为,0(,假,),4.2.5,按位操作符,按位操作符有,:,（一元非）,&,（二元与）,|,（二元或）,（二元异或）,（二元异或非）,这些操作符在输入操作数的对应位上按位操作，并产生向量结果。,4.2.6,归约操作符,归约操作符在单一操作数的所有位上操作，并产生,1,位结果。归约操作符有,:,&(,归约与,),如果存在位值为,0,那么结果为,0,；若如果存在位值为,x,或,z,，结果为,x,；否则结果为,1,。,&(,归约与非,),与归约操作符,&,相反。,|(,归约或,),如果存在位值为,1,，那么结果为,1,；如果存在位,x,或,z,，结果为,x,；否则结果为,0,。,|(,归约或非,),与归约操作符,|,相反。,(,归约异或,),如果存在位值为,x,或,z,，那么结果为,x,；否则如果操作数中有偶数个,1,结果为,0,；否则结果为,1,。,(,归约异或非,),与归约操作符,正好相反。,假定,A,=b0110;,B,=b0100;,那么,:,|,B,结果为,1,&,B,结果为,0,A,结果为,1,4.2.7,移位操作符,移位操作符有,:(,右移,),移位操作符左侧操作数移动右侧操作数表示的次数，它是一个逻辑移位。,空闲位添,0,补位,。,如果右侧操作数的值为,x,或,z,移位操作的结果为,x,。,假定,:,reg,0:7,Qreg,；,Qreg,=4b0111;,那么,:,Qreg,2,是,8 b0000 _0001,4.2.8,条件操作符,条件操作符根据条件表达式的值选择表达式,:,cond,_,expr,?,expr1,:,expr2,如果,cond,_,expr,为真,(,即值为,1),，选择,expr,1,；,如果,cond,_,expr,为假,(,值为,0),，选择,expr,2,。,如果,cond,_,expr,为,x,或,z,，结果将是按以下逻辑,expr1,和,expr2,按位操作的值,:0,与,0,得,0,，,1,与,1,得,1,，其余情况为,x,。,wire,0:2,Student,=,Marks,18?,Grade_A,:,Grade_C,;,计算表达式,Marks,18;,如果真,Grade _A,赋值,Student,;,如果,Marks,=18,Grade _C,赋值,Student,。,4.2.9,连接和复制操作,连接操作是将小表达式合并形成大表达式的操作,:,expr1,expr,2,.,，,expr,N,实例如下所示,:,wire,7:0,Dbus,;,wire,11:0,Abus,;,assign,Dbus,7:4=,Dbus,0,Dbus,1,Dbus,2,Dbus,3 ;,/,以反转的顺序将低端,4,位赋给高端,4,位。,assign,Dbus,=,Dbus,3:0,Dbus,7:4 ;/,高,4,位与低,4,位交换。,由于非定长常数的长度未知,不允许连接非定长常数。例如,下列式子非法：,Dbus,5/,不允许连接操作非定长常数。,