如何在Verilog中声明和使用一维和二维字节数组？

Question

如何在Verilog中声明和使用一维和二维字节数组？

例如。如何做类似的事情

byte a_2D[3][3];
byte a_1D[3];

// using 1D
for (int i=0; i< 3; i++)
{
    a_1D[i] = (byte)i;
}

// using 2D
for (int i=0; i< 3; i++)
{
    for (int j=0; j< 3; j++)
    {
        a_2D[i][j] = (byte)i*j;
    }
}

Answer 1

Verilog 以位为单位进行思考，因此 reg [7:0] a[0:3] 将为您提供一个 4x8 位数组（=4x1 字节数组）。您可以使用 a[0] 从中获取第一个字节。第二个字节的第三位是a[1][2]。

对于二维字节数组，首先检查您的模拟器/编译器。旧版本（我相信 01 之前的版本）不支持此功能。然后 reg [7:0] a [0:3] [0:3] 将为您提供一个 2D 字节数组。例如，可以使用 a[2][0][7] 访问单个位。

reg [7:0] a [0:3];
reg [7:0] b [0:3] [0:3];

reg [7:0] c;
reg d;

initial begin

   for (int i=0; i<=3; i++) begin
      a[i] = i[7:0];
   end

   c = a[0];
   d = a[1][2]; 


   // using 2D
   for (int i=0; i<=3; i++)
      for (int j=0; j<=3; j++)
          b[i][j] = i*j;  // watch this if you're building hardware

end

Answer 2

除了 Marty 的出色回答之外，SystemVerilog 规范还提供了 byte 数据类型。下面声明一个 4x8 位变量（4 个字节），为每个字节分配一个值，然后显示所有值：

module tb;

byte b [4];

initial begin
    foreach (b[i]) b[i] = 1 << i;
    foreach (b[i]) $display("Address = %0d, Data = %b", i, b[i]);
    $finish;
end

endmodule

打印出：

Address = 0, Data = 00000001
Address = 1, Data = 00000010
Address = 2, Data = 00000100
Address = 3, Data = 00001000

这在概念上类似于 Marty 的 reg [7:0] a [0:3] ;。但是，byte 是 2 态数据类型（0 和 1），而 reg 是 4 态数据类型 (01xz)。使用 byte 还需要您的工具链（模拟器、合成器等）支持此 SystemVerilog 语法。另请注意更紧凑的 foreach (b[i]) 循环语法。

SystemVerilog 规范支持多种多维数组类型。 LRM 可以比我更好地解释它们；请参阅IEEE Std 1800-2005，第 5 章。

Answer 3

其实很简单，就像 C 编程一样，你只需要在声明时传递右侧的数组索引即可。但是，是的，4 个元素的语法类似于 [0:3]。

reg a[0:3]; 

这将创建一个一维的单个位数组。类似地，2D 数组可以这样创建：

reg [0:3][0:2];

现在在 C 中假设您创建一个 int 的 2D 数组，那么它将在内部创建一个 32 位的 2D 数组。但不幸的是，Verilog 是一个 HDL，所以它以位而不是一堆位来思考（尽管 Verilog 中有 int 数据类型），它可以允许您创建任意数量的位来存储在数组元素中（这不是对于 C 的情况，您不能在 C 中的 2D 数组的每个元素中存储 5 位）。因此，要创建一个 2D 数组，其中每个单独的元素都可以保存 5 位值，您应该这样写：

reg [0:4] a [0:3][0:2];