明德扬点拨FPGA高手进阶 第五章 verilog快速掌握 5.3模块概念

5.3.1 模块概念
模块（module）是verilog最基本的概念，是v设计中的基本单元，每个v设计的系统中都由若干module组成。
1、模块在语言形式上是以关键词module开始，以关键词endmodule结束的一段程序。
2、模块的实际意义是代表硬件电路上的逻辑实体。
3、每个模块都实现特定的功能。
4、模块之间是并行运行的。
5、模块是分层的，高层模块通过例化、连接低层模块的实例来实现复杂的功能。
7、各模块连接完成整个系统需要一个顶层模块（top-module）。
5.3.2 模块结构
module <模块名>（<端口列表>）；
<参数声明>
<端口声明>
<定义>
<模块条目>
endmodule
其中：
1.        <模块名>
模块名是模块唯一的标识符。
2.        <端口列表>
端口列表是输入、输出和双向端口的列表，这些端口用来与其他模块进行连接。这里只需要列出信号名，不需要指出端口方向和位宽。
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903538528923.png

上面代码，指出了模块名是mul_module，同时该模块的接口有clk，rst_n，mul_a，mul_b和mul_result。
3.        <参数声明>
用parameter定义参数，例如位宽、长度、状态机命名等参数。
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903549359294.png
4.        <端口声明>
端口声明指出端口方向和位宽。端口方向可以是输入、输出和双向。
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903559306181.png
       上面代码指出，clk，rst_n是输入信号并且是1位位宽；mul_a是输入信号并且是4位位宽；mul_b是输入信号并且是3位位宽；mul_result是输出信号并且是7位位宽。
5.        <定义>
定义是一段程序，用来指定数据对象的类型和位宽。类型一般为寄存器型、线型；
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903570111976.png
上面代码指出，clk、rst_n、mul_a、mul_b都是wire型；mul_result_tmp和mul_result都是reg型。
至于是用reg型还是wire型，请看后面的reg和wire一节。
6.        <模块条目>
模块条目也是一段程序，将上面<定义>和<端口>组合起来，是说明这个模块要做什么的语句。其形式如下：
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903581931355.png
FPGA电路一般分两种：组合逻辑和时序逻辑。组合逻辑是不受时钟影响，输入变化输出立刻变化的电路。时序逻辑是在时钟边沿变化（常用上升沿），只有在时钟边沿时，输出才会根据输入变化的电路。
关于组合逻辑详细内容，请看后面的组合逻辑一节。
关于时序逻辑详细内容，请看后面的时序逻辑一节。
提示：用GVIM打开.v文件后，输入“Module”并回车，即可得到模块的设计文件，非常方便。
5.3.3 reg和wire区别
设计代码中所有的信号定义，只能用reg和wire两种。
设计代码中，如果是本模块always产生的信号，都用reg；其他都用wire。
测试文件中，initial内赋值的代码也用reg。
注意：reg虽然是寄存器的缩写，但用reg定义的信号不一定生成寄存器。既然这样，就没必要认为reg是寄存器类型，就当它是一个名称。
练习1：eoc_cnt是用reg还是wire型
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151016/1444957032490622.png
答案：很明显，eoc_cnt由always产生的，因此用reg类型。
练习2：row1_data和row2_data是用reg还是wire型
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903594327733.png
答案：连接到例化模块的输出信号，都用wire型。
练习3：rdreq_cfg是用reg还是wire型
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903603568960.png
答案：虽然本always是组合逻辑电路，不会生成寄存器，但rdreq_cfg是always产生的，因此仍然是用reg型。
练习4：sdata是用reg还是wire型
http://www.mdy-edu.com/ueditor/php/upload/image/20151015/1444903619722382.png
答案：用assign产生的信号，都用wire型。
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