簡(jiǎn)談FPGA verilog中的function用法與例子

大家好，又到了每日學(xué)習(xí)的時(shí)間了，今天我們來聊一聊FPGA verilog中的function用法與例子。

函數(shù)的功能和任務(wù)的功能類似，但二者還存在很大的不同。在 Verilog HDL 語法中也存在函數(shù)的定義和調(diào)用。

1．函數(shù)的定義
函數(shù)通過關(guān)鍵詞 function 和 endfunction 定義，不允許輸出端口聲明（包括輸出和雙向端口） ，但可以有多個(gè)輸入端口。函數(shù)定義的語法如下：

function [range] function_id;
input_declaration
other_declarations
procedural_statement
endfunction

其中，function 語句標(biāo)志著函數(shù)定義結(jié)構(gòu)的開始；[range]參數(shù)指定函數(shù)返回值的類型或位寬，是一個(gè)可選項(xiàng)，若沒有指定，默認(rèn)缺省值為 1 比特的寄存器數(shù)據(jù)；function_id 為所定義函數(shù)的名稱，對(duì)函數(shù)的調(diào)用也是通過函數(shù)名完成的，并在函數(shù)結(jié)構(gòu)體內(nèi)部代表一個(gè)內(nèi)部變量，函數(shù)調(diào)用的返回值就是通過函數(shù)名變量傳遞給調(diào)用語句；input_declaration 用于對(duì)函數(shù)各個(gè)輸入端口的位寬和類型進(jìn)行說明，在函數(shù)定義中至少要有一個(gè)輸入端口；endfunction為函數(shù)結(jié)構(gòu)體結(jié)束標(biāo)志。下面給出一個(gè)函數(shù)定義實(shí)例。

定義函數(shù)實(shí)例：
function AND; //定義輸入變量
input A, B; //定義函數(shù)體
begin
AND = A && B;
end
endfunction

函數(shù)定義在函數(shù)內(nèi)部會(huì)隱式定義一個(gè)寄存器變量， 該寄存器變量和函數(shù)同名并且位寬也一致。函數(shù)通過在函數(shù)定義中對(duì)該寄存器的顯式賦值來返回函數(shù)計(jì)算結(jié)果。此外，還有下列
幾點(diǎn)需要注意：
（1）函數(shù)定義只能在模塊中完成，不能出現(xiàn)在過程塊中；
（2）函數(shù)至少要有一個(gè)輸入端口；不能包含輸出端口和雙向端口；
（3） 在函數(shù)結(jié)構(gòu)中， 不能使用任何形式的時(shí)間控制語句 （#、 wait 等） ， 也不能使用 disable中止語句；
（4）函數(shù)定義結(jié)構(gòu)體中不能出現(xiàn)過程塊語句（always 語句） ；
（5）函數(shù)內(nèi)部可以調(diào)用函數(shù)，但不能調(diào)用任務(wù)。

2．函數(shù)調(diào)用
和任務(wù)一樣，函數(shù)也是在被調(diào)用時(shí)才被執(zhí)行的，調(diào)用函數(shù)的語句形式如下： func_id(expr1, expr2, ........., exprN) ，其中，func_id 是要調(diào)用的函數(shù)名，expr1, expr2, ......exprN是傳遞給函數(shù)的輸入?yún)?shù)列表，該輸入?yún)?shù)列表的順序必須與函數(shù)定義時(shí)聲明其輸入的順序相同。下面給出一個(gè)函數(shù)調(diào)用實(shí)例。

函數(shù)調(diào)用實(shí)例：
module comb15 (A, B, CIN, S, COUT);

input [3:0] A, B;
input CIN;
output [3:0] S;
output COUT;

wire [1:0] S0, S1, S2, S3;

function signed [1:0] ADD;

input A, B, CIN;

reg S, COUT;

begin
S = A ^ B ^ CIN;
COUT = (A&B) | (A&CIN) | (B&CIN);
ADD = {COUT, S};
end
endfunction

assign S0 = ADD (A[0], B[0], CIN),
S1 = ADD (A[1], B[1], S0[1]),
S2 = ADD (A[2], B[2], S1[1]),
S3 = ADD (A[3], B[3], S2[1]),
S = {S3[0], S2[0], S1[0], S0[0]},
COUT = S3[1];
endmodule

在函數(shù)調(diào)用中，有下列幾點(diǎn)需要注意：
（1）函數(shù)調(diào)用可以在過程塊中完成，也可以在 assign 這樣的連續(xù)賦值語句中出現(xiàn)。
（2）函數(shù)調(diào)用語句不能單獨(dú)作為一條語句出現(xiàn)，只能作為賦值語句的右端操作數(shù)。

今天就聊到這里，各位，加油。