目录

  1. Verilog 循环语句概述
  2. Verilog 循环语句类型
    • for 循环
    • while 循环
    • repeat 循环
  3. Verilog 循环语句应用实例
  4. 参考资料

Verilog 循环语句概述

在 Verilog 中，循环语句用于在满足特定条件时重复执行一段代码。这些语句非常适用于在硬件描述中实现多次相同操作，或者在一定次数内迭代一些操作。

常见的 Verilog 循环语句包括：

  • for 循环：用于按照指定次数迭代执行代码块。
  • while 循环：基于条件表达式的真假决定是否继续执行代码块。
  • repeat 循环：指定固定的次数重复执行代码块，通常在测试平台中使用。

需要注意的是，Verilog 中的循环语句主要用于仿真环境中进行行为建模，尽量避免在综合时使用循环，特别是 for 和 while 循环，以确保能够合成成有效的硬件。

Verilog 循环语句类型

for 循环

for 循环是最常用的循环语句之一，它允许指定循环的初始条件、终止条件和增量。

语法：

for (initialization; condition; increment) begin
    // 循环体
end
  • initialization：循环变量的初始化，通常是某个计数器的设置。
  • condition：判断条件，在每次循环前进行判断，当条件成立时，执行循环体。
  • increment：循环变量的增量，通常是计数器加一或其他变化方式。

示例：

module for_loop_example(output reg [3:0] sum);
    integer i;
    always @ (sum) begin
        sum = 0;
        for (i = 0; i < 5; i = i + 1) begin
            sum = sum + i;
        end
    end
endmodule

在这个例子中，for 循环从 i = 0 开始，每次递增 i 直到 i < 5，并在循环体内将 i 累加到 sum 变量中。

while 循环

while 循环根据给定的条件表达式反复执行代码块。只要条件为真，循环将继续执行。

语法：

while (condition) begin
    // 循环体
end
  • condition 是循环继续执行的判断条件。当条件为真时，执行循环体；当条件为假时，跳出循环。

示例：

module while_loop_example(output reg [3:0] count);
    always @ (count) begin
        count = 0;
        while (count < 5) begin
            count = count + 1;
        end
    end
endmodule

在这个例子中，while 循环从 count = 0 开始，只要 count < 5，就持续增加 count 的值，直到 count 达到 5。

repeat 循环

repeat 循环指定了要执行的次数。它适用于需要执行固定次数的情况，并且通常用于测试平台中。

语法：

repeat (N) begin
    // 循环体
end
  • N 是要重复执行的次数，表示循环体将执行 N 次。

示例：

module repeat_loop_example(output reg [3:0] count);
    always @ (count) begin
        count = 0;
        repeat (5) begin
            count = count + 1;
        end
    end
endmodule

在这个例子中，repeat 循环将 count 从 0 增加到 5，每次增加 1，执行 5 次。

Verilog 循环语句应用实例

1. 使用 for 循环进行累加

module for_loop_example(output reg [7:0] result);
    integer i;
    always @ (result) begin
        result = 0;
        for (i = 0; i < 10; i = i + 1) begin
            result = result + i;
        end
    end
endmodule

在此例中，for 循环计算从 0 到 9 的所有整数的和，并将其存储在 result 变量中。

2. 使用 while 循环判断并更新信号

module while_loop_example(input start, output reg [3:0] counter);
    always @ (start) begin
        counter = 4'b0000;
        while (counter < 4'b0100) begin
            counter = counter + 1;
        end
    end
endmodule

此例中，while 循环持续增加 counter 直到其值达到 4。start 信号可以作为触发条件。

3. 使用 repeat 循环进行固定次数的操作

module repeat_loop_example(input reset, output reg [7:0] data);
    always @ (reset) begin
        data = 0;
        repeat (10) begin
            data = data + 1;
        end
    end
endmodule

在这个例子中，repeat 循环执行 10 次操作，每次增加 data 的值。

参考资料