fpga中input端口加signed是什么意思

时间: 2023-09-23 22:13:26 浏览: 248

简谈FPGA verilog中的function用法与例子

在FPGA设计中，Verilog是一种广泛使用的硬件描述语言，它允许工程师以文本形式描述数字电路的行为。在Verilog中，function是一种可复用的代码块，用于封装一些逻辑计算，以便在设计的其他部分进行调用。function在FPGA Verilog中的用法与编程语言中的函数类似，但在硬件设计中有其特有的规则和限制。 ### Function的定义在Verilog中，function的定义以关键字`function`开始，以`endfunction`结束。在这两个关键字之间，可以定义函数的名称、返回值类型、输入参数以及函数体。 - **返回值类型**: 使用`[range]`来指定function返回值的位宽，这个参数是可选的，默认为1位宽。 - **函数名**: `function_id`标识了function的名称，通过这个名称可以调用function。 - **输入声明**: `input_declaration`用于声明函数的输入参数及其位宽和类型。函数定义中至少应包含一个输入端口。 - **函数体**: 由`begin`和`end`关键字或者使用分号`;`定义的语句序列组成。在函数体内部，通常通过赋值语句将计算结果赋给函数名所代表的内部变量，以返回结果。 ### Function的特点和限制 - **定义位置**: function定义必须在模块（module）内部完成，不能在过程块（如always块）中定义。 - **输入端口**: function至少需要一个输入端口，不支持输出端口和双向端口的声明。 - **过程块语句**: 在function的定义结构体中不允许出现过程块语句，如`always`语句。 - **时间控制语句**: 在function定义中禁止使用任何形式的时间控制语句，如`#`（延时）、`wait`等。 - **内部调用**: function可以内部调用其他function，但不能调用任务（task）。 - **执行时机**: function与任务（task）不同，它是“惰性”的，即只有在其被调用时才会执行。 ### Function的调用调用function需要使用函数名，后跟输入参数列表。调用的语句形式如下： ```verilog result = function_id(expr1, expr2, ..., exprN); ``` 其中，`result`是接收function返回值的变量，`function_id`是被调用的function的名称，`expr1, expr2, ..., exprN`是传递给function的实际参数，必须按照function定义时声明输入参数的顺序来排列。 ### Function的使用示例文章给出了两个例子，说明了如何定义和调用function。 - **AND操作**: 定义了一个名为`AND`的function，它接受两个输入参数`A`和`B`，并返回它们的逻辑与（AND）运算结果。 ```verilog function [1:0] AND; input A, B; begin AND = A && B; end endfunction ``` - **加法操作**: 定义了一个名为`ADD`的function，它接受三个输入参数`A`、`B`和`CIN`，计算它们的加法，并处理进位。然后，`ADD`的调用示例展示了如何在模块中使用该function，并结合`assign`语句将function的输出赋值给输出端口。 ```verilog module comb15(A,B,CIN,S,COUT); input [3:0] A,B; input CIN; output [3:0] S; output COUT; wire [1:0] S0,S1,S2,S3; function signed [1:0] ADD; input A,B,CIN; reg S,COUT; begin S = A ^ B ^ CIN; {COUT,S} = {COUT,S} + {1'b0,CIN}; end endfunction // ... assign S0 = ADD(A[0],B[0],CIN), S1 = ADD(A[1],B[1],S0[1]), ...; // ... endmodule ``` ### 注意事项在使用function时，有几个重要的注意事项需要遵守： - **调用语句的位置**: function可以在过程块中调用，也可以在`assign`这样的连续赋值语句中出现。 - **赋值语句的限制**: function调用语句不能单独作为一条语句出现，它必须作为赋值语句的右端操作数。通过上述知识点的介绍，可以看出Verilog中function的定义和使用为硬件设计人员提供了便利，使得设计中的逻辑复用更加高效。然而，必须遵循Verilog语言定义的规则和限制，以确保设计的正确性和可靠性。

在FPGA中，input端口加signed表示该端口是有符号数据类型。有符号数据类型是一种用于表示正数和负数的数据类型。有符号数据类型使用最高位或符号位来表示正负，因此可以表示比无符号数据类型更广泛的值范围。在Verilog或VHDL中，可以使用signed关键字来声明有符号数据类型的端口。例如，在Verilog中，可以使用以下语法声明一个有符号的32位输入端口： ``` module my_module( input signed [31:0] my_input ); ``` 这将创建一个名为my_input的有符号32位输入端口。在使用该端口时，可以使用signed类型的算术运算符进行计算，例如加法、减法等。

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