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前言

Verilog中的参数是使得设计更具有通用性、易读性的手段之一,使用十分频繁。

正文

参数是Verilog结构,它允许一个模块以不同的规格重复使用。例如,一个4位加法器可以被参数化为接受一个位数的值,并且可以在模块实例化期间传递新的参数值。所以,一个N位加法器可以变成4位、8位或16位加法器。它们就像函数的参数一样,在函数调用过程中被传递进来。

parameter MSB = 7;                  // MSB is a parameter with a constant value 7
parameter REAL = 4.5; // REAL holds a real number

parameter FIFO_DEPTH = 256,
MAX_WIDTH = 32; // Declares two parameters

parameter [7:0] f_const = 2'b3; // 2 bit value is converted to 8 bits; 8'b3

参数基本上是常量,因此在运行时修改它们的值是非法的。重新声明一个已经被net、变量或其他参数使用的名称是非法的。(即不能使用已经被使用过的名称)

参数主要有两种,​​module parameter​​​和​​specify parameter​​,都可以接受范围规格。但是,一般情况下,只要要存储的值符合要求的宽就可以,因此不需要范围规格。

模块参数

模块参数可以用来覆盖模块内的参数定义,这使得模块在编译时有一组不同的参数。参数可以用​​defparam​​​语句或在模块实例语句中修改。通常的做法是在参数的名称中使用​​大写字母​​,使其一目了然。

下图所示的模块使用参数来指定设计内的总线宽度、数据宽度和FIFO的深度,在模块实例化时可以用新的值覆盖,也可以使用​​defparam​​语句。

// Verilog 1995 style port declaration
module design_ip ( addr,
wdata,
write,
sel,
rdata);

parameter BUS_WIDTH = 32,
DATA_WIDTH = 64,
FIFO_DEPTH = 512;

input addr;
input wdata;
input write;
input sel;
output rdata;

wire [BUS_WIDTH-1:0] addr;
wire [DATA_WIDTH-1:0] wdata;
reg [DATA_WIDTH-1:0] rdata;

reg [7:0] fifo [FIFO_DEPTH];

// Design code goes here ...
endmodule

在新的 ANSI 风格的 Verilog port 声明中,您可以声明如下所示的参数。

module design_ip
#(parameter BUS_WIDTH=32,
parameter DATA_WIDTH=64) (

input [BUS_WIDTH-1:0] addr,
// Other port declarations
);

覆盖参数

在模块实例化的过程中,可以用新的值来覆盖参数。第一部分实例化名为design_ip的模块,名称为d0,其中新的参数是在​​#( )​​​内传递进来的。第二部分使用名为​​defparam​​的Verilog构造来设置新的参数值。


  • 第一种方法是RTL设计中最常用的传递新参数的方法。
  • 第二种方法常用于测试台仿真中,以快速更新设计参数,而无需对模块进行重新设置。

module tb;

// Module instantiation override
design_ip #(BUS_WIDTH = 64, DATA_WIDTH = 128) d0 ( [port list]);

// Use of defparam to override
defparam d0.FIFO_DEPTH = 128;

endmodule

例子说明

模块计数器有两个参数N和DOWN,声明其默认值分别为2和0。N控制输出的位数,有效控制计数器的宽度。默认情况下,它是一个2位的计数器。参数DOWN控制计数器是递增还是递减。默认情况下,计数器将递减,因为该参数被设置为0。

递增计数器

module counter
#( parameter N = 2,
parameter DOWN = 0)

( input clk,
input rstn,
input en,
output reg [N-1:0] out);

always @ (posedge clk) begin
if (!rstn) begin
out <= 0;
end
else begin
if (en)
if (DOWN)
out <= out - 1;
else
out <= out + 1;
else
out <= out;
end
end
endmodule

模块计数器被实例化时,N为2,尽管它不是必需的,因为默认值是2。在模块实例化过程中,DOWN没有被传递进来,因此默认值为0,使其成为一个向上的计数器。

module design_top (    input clk,
input rstn,
input en,
output [1:0] out);

counter #(.N(2)) u0 ( .clk(clk),
.rstn(rstn),
.en(en));
endmodule

请看,默认参数是用来实现计数器的,其中N等于2使其成为2位计数器,DOWN等于0使其成为递增计数器。计数器的输出在顶层不连接。

Verilog初级教程(19)Verilog中的参数_实例化

展开计数器:

Verilog初级教程(19)Verilog中的参数_verilog教程_02

递减计数器

上述计数器参数传递修改下就可以实现递减计数器,如下:

module design_top (    input clk,
input rstn,
input en,
output [3:0] out);

counter #(.N(4), .DOWN(1))
u1 ( .clk(clk),
.rstn(rstn),
.en(en));
endmodule

Verilog初级教程(19)Verilog中的参数_默认值_03

Specify参数

这些主要用于提供定时和延迟值,使用​​specparam​​关键字来声明。它既可以在specify块内使用,也可以在主模块体中使用。

// Use of specify block
specify
specparam t_rise = 200, t_fall = 150;
specparam clk_to_q = 70, d_to_q = 100;
endspecify

// Within main module
module my_block ( ... );
specparam dhold = 2.0;
specparam ddly = 1.5;

parameter WIDTH = 32;
endmodule

模块参数与Specify参数的区别

Specify参数

模块参数

由关键词​​specparam​​声明

通过parameter声明

可以在specify块内或者主模块内部声明

仅仅可以在主模块内部声明

SDF可用于覆盖值

实例声明参数值或defparam可用于覆盖

往期回顾

​Verilog初级教程(18)Verilog中的函数与任务​

​Verilog初级教程(17)Verilog中的case语句​

​Verilog初级教程(16)Verilog中的控制块​

​Verilog初级教程(15)Verilog中的阻塞与非阻塞语句​

​Verilog初级教程(14)Verilog中的赋值语句​

​Verilog初级教程(13)Verilog中的块语句​

​Verilog初级教程(12)Verilog中的generate块​

​Verilog初级教程(11)Verilog中的initial块​

​Verilog初级教程(10)Verilog的always块​

​Verilog初级教程(9)Verilog的运算符​

​Verilog初级教程(8)Verilog中的assign语句​

​Verilog初级教程(7)Verilog模块例化以及悬空端口的处理​

​Verilog初级教程(6)Verilog模块与端口​

​Verilog初级教程(5)Verilog中的多维数组和存储器​

​Verilog初级教程(4)Verilog中的标量与向量​

​Verilog初级教程(3)Verilog 数据类型​

​Verilog初级教程(2)Verilog HDL的初级语法​

​Verilog初级教程(1)认识 Verilog HDL​

​芯片设计抽象层及其设计风格​

​Verilog以及VHDL所倡导的的代码准则​

​FPGA/ASIC初学者应该学习Verilog还是VHDL?​

参考资料及推荐关注

​Verilog Parameters​

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