Verilog入门-用户定义的原语
用户定义的原语
在前一章中，我们介绍了Verilog HDL提供的内置基本门。本章讲述Verilog HDL指定用户定义原语U D P的能力。
U D P的实例语句与基本门的实例语句完全相同，即 U D P实例语句的语法与基本门的实例语句语法一致。
6.1 UDP的定义
使用具有如下语法的U D P说明定义U D P。
p r i m i t i v e U D P _ n a m e (OutputName, List_of_inputs )
O u t p u t _ d e c l a r a t i o n
L i s t _ o f _ i n p u t _ d e c l a r a t i o n s
[R e g _ d e c l a r a t i o n]
[I n i t i a l _ s t a t e m e n t]
t a b l e
L i s t _ o f _ t a b e l _ e n t r i e s
e n d t a b l e
e n d p r i m i t i v e
U D P的定义不依赖于模块定义，因此出现在模块定义以外。也可以在单独的文本文件中
定义U D P。U D P只能有一个输出和一个或多个输入。第一个端口必须是输出端口。此外，输出可以取值0、1或x(不允许取z值)。输入中出现值z以x处理。U D P的行为以表的形式描述。在U D P中可以描述下面两类行为：
1) 组合电路
2) 时序电路(边沿触发和电平触发)
6.2 组合电路UDP
在组合电路U D P中，表规定了不同的输入组合和相对应的输出值。没有指定的任意组合输出为x。下面以2 - 1多路选择器为例加以说明。
p r i m i t i v e MUX2x1 (Z, Hab, Bay, Sel ) ;
o u t p u t Z;
i n p u t Hab,Bay, Sel;
t a b l e
// Hab Bay Sel : Z 注：本行仅作为注释。
0 ? 1 : 0 ;
1 ? 1 : 1 ;
? 0 0 : 0 ;
? 1 0 : 1 ;
0 0 x : 0 ;
1 1 x : 1 ;
e n d t a b l e
e n d p r i m i t i v e
字符?代表不必关心相应变量的具体值，即它可以是0、1或x。输入端口的次序必须与表中各项的次序匹配，即表中的第一列对应于原语端口队列的第一个输入 (例子中为 H a b)，第二列是 B a y，第三列是 S e l。在多路选择器的表中没有输入组合 0 1x项(还有其它一些项 )；在这种情况下，输出的缺省值为 x(对其它未定义的项也是如此 )。
图6 - 1为使用2 - 1多路选择器原语组成的4 - 1多路选择器的示例。
如上例所示，在U D P实例中，总共可以指定 2个时延，这是由于U D P的输出可以取值0、1或x(无截止时延)。
6.3 时序电路UDP
在时序电路U D P中，使用1位寄存器描述内部状态。该寄存器的值是时序电路U D P的输出值。共有两种不同类型的时序电路U D P：一种模拟电平触发行为；另一种模拟边沿触发行为。时序电路U D P使用寄存器当前值和输入值决定寄存器的下一状态 (和后继的输出)。
6.3.1 初始化状态寄存器
时序电路U D P的状态初始化可以使用带有一条过程赋值语句的初始化语句实现。形式如下：
i n i t i a l r e g _ n a m e = 0,1,or x;
初始化语句在U D P定义中出现。
6.3.2 电平触发的时序电路UDP
下面是D锁存器建模的电平触发的时序电路 U D P示例。只要时钟为低电平 0，数据就从输入传递到输出；否则输出值被锁存。
p r i m i t i v e Latch (Q, Clk, D) ;
o u t p u t Q;
r e g Q;
i n p u t Clk, D;
t a b l e
// Clk D Q(State) Q( n e x t )
0 1 : ? : 1 ;
0 0 : ? : 0 ;
1 ? : ? : - ;
e n d t a b l e
e n d p r i m i t i v e
“-”字符表示值“无变化”。注意U D P的状态存储在寄存器D中。
6.3.3 边沿触发的时序电路UDP
下例用边沿触发时序电路U D P为D边沿触发触发器建模。初始化语句用于初始化触发器的状态。
表项( 0 1 )表示从0转换到1，表项( 0 x )表示从0转换到x，表项( ? 0 )表示从任意值( 0 , 1或x)转换到0，表项( ? ? )表示任意转换。对任意未定义的转换，输出缺省为 x。
假定D _ E d g e _ F F为U D P定义，它现在就能够象基本门一样在模块中使用，如下面的 4位寄存器所示。
6.3.4 边沿触发和电平触发的混合行为
在同一个表中能够混合电平触发和边沿触发项。在这种情况下，边沿变化在电平触发之前处理，即电平触发项覆盖边沿触发项。下例是带异步清空的D触发器的U D P描述。
6.4 另一实例
下面是3位表决电路的U D P描述。如果输入向量中存在2个或更多的1，则输出为1。
6.5 表项汇总
