Veilog语法介绍之常量

任何一种计算机语言都离不开常量和变量。

Verilog HDL语言中描述电路的基本常量有4种，分为数值常量和非数值常量：

（1）0：代表逻辑0或“假”；

（2）1：代表逻辑1或“真”；

（3）x：表示不确定；

（4）z：表示高阻。

这4种值的解释都内置于Verilog HDL语言中。数值常量“0”和“1”在逻辑电路中被解释为低电位和高电位。如一个电路的值为z，则该电路处于高阻抗状态，也就是电路处于断开状态。一个电路的值为x，则该电路处于不确定的状态。在逻辑门电路的输入或一个逻辑表达式中，为“z”的值通常解释为电路断开，其他值都被解释为导通。此外，x值和z值不分大小写，也就是说，值x、z与值X、Z相同。

电路常量表示的是一条导线的状态，我们称其为导线的值。除了导线的基本电路常量之外，Verilog HDL程序设计中还使用整型数、实数和字符串型3类常量。这3类常量主要用于电路的辅助描述，在实际电路中并没有这3类数值。

整型数常用基数表示方法给出，这种表示法要求书写形式固定。书写整型常数时，前面要写出二进制的位数，跟着用“'”号将进制标识和数字隔开，接下来再书写该进制的数码。在整型数或实数的描述中可以使用下画线，符号“_”可以随意用在整型数或实数中，它们就数量本身而言没有意义。它们能用来提高易读性，唯一的限制是下画线符号不能用作为首字符。

例如，16'b0001001000111111 和 16'h1_23_f，它们分别表示 16 位的二进制数0001001000111111和16个二进制位的十六进制整数123f，用十进制实数表示就是4671。

Verilog HDL规定十进制实数与通常的写法一样。

HDL代码经常在表达式和数组的边界使用常量。这些值在模块内是固定的，不可修改。一个很好的设计惯例是用符号常量取代这些hard literal，这样做可使代码清晰，便于后续维持及修改。在Verilog中，可以使用localparam（本地参数）来声明常量。例如，我们可以声明一个数据总线的位宽及数据范围为：

或者定义一个符号端口名称：

声明中的表达式，如2*DATA_WIDTH-1，在预编译时计算，因此它不会引用任何物理电路。一般使用大写字母来表示常量。

常量的使用可用实例来说明。考虑一个带进位的加法器的代码。为了正确执行加法运算，可将输入的值手动扩展1位，并取和的最高位为进位。代码如下：

代码1 使用hard literal的加法器

代码所示为4位加法器。hard literal，即硬文字，如用来表示数据范围的3和4、wire[4：]及sum_ext[3：0]以及最高位sum_ext[4]。如果需要把它修改为8位的加法器，那么就需要手动修改这些hard literal。如果代码很复杂且多处都引用这些hard literal，那么修改起来将是件痛苦的事情，同时也有可能带来不必要的错误。

为了提高代码的可读性，我们可以使用符号常量，如用N来代表加法器的位数。修改后的代码如下所示：

代码2 使用常量的加法器

常量使代码更易于理解和维持。