目录

  1. 数值表示概述
  2. 常见数值表示方式
  3. 二进制数表示
  4. 十六进制数表示
  5. 十进制数表示
  6. 有符号与无符号数
  7. Verilog 数值格式
  8. 参考资料

数值表示概述

在 Verilog 中，数值是硬件描述语言中非常重要的一部分，正确地表示数值对于硬件的实现与仿真至关重要。Verilog 支持多种数值表示形式，包括二进制、十进制、十六进制等，不同的表示形式用于不同的应用场景。

Verilog 提供了对数值的明确位宽描述，支持有符号和无符号数、常见的进制表示法，并且可以方便地在设计中进行数值的转换。

常见数值表示方式

Verilog 中的数值表示通常包括以下几种格式：

  • 二进制表示：用于描述基于 0 和 1 的数值。
  • 十六进制表示：用于较为简洁的表示大数值，适合于硬件设计。
  • 十进制表示：直接用数字表示。

基本表示方式：

  • 二进制：以 b 或 B 后接二进制数字表示。
  • 十六进制：以 h 或 H 后接十六进制数字表示。
  • 十进制：直接写数字，默认是十进制。
  • 八进制：以 o 或 O 后接八进制数字表示。

二进制数表示

在 Verilog 中，二进制数以 b 或 B 为后缀来表示。例如：

4'b1010   // 4 位二进制数，值为 1010（二进制），即十进制的 10

其中，4'b 表示数值的位宽为 4 位，b 表示该数值是二进制数。

示例：

module binary_example;
    reg [3:0] a;
    initial begin
        a = 4'b1101;  // 二进制数 1101
        $display("a = %b", a);  // 输出: a = 1101
    end
endmodule

十六进制数表示

十六进制数在 Verilog 中以 h 或 H 为后缀来表示。例如：

8'h3F   // 8 位十六进制数，值为 3F (十六进制)，即十进制的 63

示例：

module hex_example;
    reg [7:0] hex_value;
    initial begin
        hex_value = 8'hA5;  // 十六进制数 A5
        $display("hex_value = %h", hex_value);  // 输出: hex_value = A5
    end
endmodule

十进制数表示

在 Verilog 中，十进制数直接写数字，并且不需要特殊标识。例如：

8'd255   // 8 位十进制数，值为 255

示例：

module decimal_example;
    reg [7:0] decimal_value;
    initial begin
        decimal_value = 8'd150;  // 十进制数 150
        $display("decimal_value = %d", decimal_value);  // 输出: decimal_value = 150
    end
endmodule

有符号与无符号数

Verilog 中的数值可以是有符号数或无符号数。默认情况下，Verilog 中的所有数值都是无符号的。要表示有符号数，可以使用 signed 关键字。

无符号数：

无符号数只表示非负数。可以使用 wire 或 reg 声明。

module unsigned_example;
    reg [7:0] a;  // 无符号 8 位数
    initial begin
        a = 8'd255;  // 十进制的 255
        $display("a = %d", a);  // 输出: a = 255
    end
endmodule

有符号数：

有符号数可以表示负数，通常使用补码表示。在 Verilog 中，可以使用 signed 关键字来声明有符号变量。

module signed_example;
    reg signed [7:0] b;  // 有符号 8 位数
    initial begin
        b = 8'sd-128;  // 十进制的 -128
        $display("b = %d", b);  // 输出: b = -128
    end
endmodule
  • 8'sd 表示 8 位有符号十进制数。
  • 8'b 或 8'h 等用于无符号数。

Verilog 数值格式

Verilog 数值格式包括 位宽、进制 和 符号。通常格式为：

<位宽>'<进制类型><数值>
  • <位宽>：表示数字的位数，如 4 位、8 位等。
  • <进制类型>：可以是 b（二进制）、h（十六进制）、d（十进制）、o（八进制）。
  • <数值>：表示具体的数值。

示例：

8'b11001010   // 8 位二进制数，11001010 (二进制)，即 202（十进制）
16'hF2A3      // 16 位十六进制数，F2A3 (十六进制)，即 62,243（十进制）
8'd255        // 8 位十进制数，255（十进制）
4'o17         // 4 位八进制数，17 (八进制)，即 15（十进制）

参考资料