每天一点Verilog，《高级FPGA设计》学习笔记：for 语句怎么用？

类似C的环路结构如for-loop可能对学过C语言的人存在陷阱。其原因是在硬件语言中并没有隐含的寄存器这个条件，所以一般这些环路不可以在可综合代码中用来做算法迭代。在Verilog中，for循环一般用作输入多次有一定规律的赋值语句，以提高设计效率。

 

软件设计者可能利用for循环获得X的N次幂，代码可能是这样写的：

PowerX = 1  ;

for( i=0; i<N; i++ ) PowerX = PowerX * X ;

 

这个算法环路利用迭代执行N次乘法操作，每次通过这个环路，更新运行的变量。在软件中，它工作很好，因为每次迭代都将更新一个内部寄存器。

 

而硬件语言并没有任何隐含的寄存器出现，相反，所有的寄存器操作都被清楚地定义。如果设计者仿造上面的方式用verilog写出来，那么有可能写成下面这样的代码：

module forloop(

output reg [7:0] powerx ,

input          [7:0] x,n

);

interger i ;

 

always @ (*)

begin

powerx = 1 ;

for( i=0; i<n; i++ )

powerx =powerx * x ; 

end

 

endmodule

 

程序可以在行为仿真中工作，并可能可以综合到门电路（这与综合工具有关）。Xilinx的XST不可以综合没有固定n值的代码，但是synplify则会基于最坏条件的n值综合这个环路，但是最后结果也往往是综合处运行极其慢的大量逻辑块的环路。

 

而在使用for循环时，往往设计人员是为了减少并行代码段的重复长度。例如，以下的代码：

out[0]  <=  y[0]   ^ x[0] ;

out[1]  <=  y[2]   ^ x[1] ;

out[2]  <=  y[4]   ^ x[2] ;

......

out[31] <= y[62] ^ x[31] ;

 

这些代码需要输入32行，为了压缩代码，提高效率，我们往往会使用for语句：

always @ (posedge clk)

for ( i=0; i<32; i=i+1 ) out[i] = y[i*2] ^ x[i] ;

 

值得注意的是，在环路中并没有出现反馈。