verilog教程(4)——运算符和表达式

表达式

表达式由运算符和操作数构成，其目的是根据操作符的意义得到一个计算结果。表达式可以在出现数值的任何地方使用。操作数可以是任意的数据类型，只是某些特定的语法结构要求使用特定类型的操作数。操作数可以为常数，整数，实数，线网，寄存器，时间，位选，域选，存储器及函数调用等。

运算符

算术运算符

在常用的算术运算符主要是 ：

• 加法（二元运算符）：“+”；
• 减法 （二元运算符）： “–”；
• 乘法（二元运算符）：“*”；

关系运算符

关系运算符有：

• ?>（大于）
• ?<（小于）
• ?>=（不小于）
• ?<=（不大于）
• = = （逻辑相等）
• ！ = （逻辑不等）

关系操作符的结果为真（ 1 ）或假（ 0 ）。如果操作数中有一位为X 或Z ，那么结果为X 。

逻辑运算符

逻辑运算符有：

• && (逻辑与)
• || (逻辑或)
• ！ (逻辑非)

用法为：（表达式1） 逻辑运算符 （表达式2） ….
这些运算符在逻辑值0（假） 或1（真） 上操作。逻辑运算的结果为0 或1 。

位逻辑运算符

按位运算符有：

• ~（一元非）：（相当于非门运算）
• &（二元与）：（相当于与门运算）
• |（二元或）： （相当于或门运算）
• ^（二元异或）：（相当于异或门运算）
• ~ ^, ^ ~（二元异或非即同或） ：（相当于同或门运算）

这些操作符在输入操作数的对应位上按位操作。 例如：

A = 'b0110;
B = 'b0100;
那么：
A | B 结果为0 1 1 0
A & B 结果为0 1 0 0
如果操作数长度不相等, 长度较小的操作数在最左侧添0 补位。例如 'b0110 ^ 'b10000 与 'b00110 ^ 'b10000 结果相同都为‘ b 1 0 11 0 。

下图给出了位运算符的真值表。

条件运算符

条件操作符根据条件表达式的值选择表达式，形式如下：
cond_expr ? expr1 : expr2
如果cond_expr 为真(即值为1 )，选择expr1 ；如果cond_expr 为假(值为0 )，选择expr2 。如果cond_expr 为x 或z ，结果将是按以下逻辑expr1 和expr2 按位操作的值： 0 与0 得0 ， 1 与1 得1 ，其余情况为x 。
如下所示:
wire [2:0] Student = Marks > 18 ? Grade_A : Grade_C;
计算表达式Marks > 18; 如果真, Grade_A 赋值为Student; 如果Marks < =18, Grade_C 赋值为Student 。

连接运算符

连接操作是将小表达式合并形成大表达式的操作。形式如下：
{expr1, expr2, . . .， exprN}
实例如下所示：

wire [7:0] Dbus;
assign Dbus [7:4] = {Dbus [0], Dbus [1], Dbus[2], Dbus[ 3 ] } ;
/ /以反转的顺序将低端4 位赋给高端4 位。
assign Dbus = {Dbus [3:0], Dbus [ 7 : 4 ] } ;
/ /高4 位与低4 位交换。

由于非定长常数的长度未知, 不允许连接非定长常数。例如, 下列式子非法：
{Dbus,5} / /不允许连接操作非定长常数。

运算符的优先级

不同运算符之间，优先级是不同的。下表列出了操作符优先级从高至低的排列顺序。当没有圆括号时，Verilog 会根据操作符优先级对表达式进行计算。为了避免由操作符优先级导致的计算混乱，在不确定优先级时，建议用圆括号将表达式区分开来。