Verilog语法：条件编译—Generate

目录

1.generate for

2. generate if

3. generate case

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条件编译在图像处理领域非常有用，特别是图像处理的算法处理方面。由于资源限制，处理尺寸不可能像软件那样到运行时调整，但是有时候需要对不同尺寸进行测试，或者算法需要两个尺寸的算子进行配合。这个时候为两个尺寸算子设计两套独立的电路是非常麻烦的事情。用Verilog中的  generate语句  就可以实现条件编译的功能了，这个功能就类似于C语言中的#ifdef语句。

Verilog-2001标准中添加了generate循环，其主要的功能就是允许产生module和primitive的多个例化，同时也可以产生多个variable，net，task，function , continous assignment  ，initial和always。在generate语句中可以引入if-else和case语句，根据不同条件产生不同的例化。

用法：

1. generate 语法有generate for ，generate if 和generate case三种；
2. generate for语句必须有genvar关键字定义for的变量；
3. for的内容必须加begin和end；
4. 必须给for语句定义名称。

1.generate for

       使用Generate for时候必须要注意以下几点要求：

• 必须使用genvar声明一个正整数变量，用作for循环的判断变量；
• for循环内部的的语句必须写在begin-end里面；
• begin-and语句快需要一个命名。

ex1：一个简单的例子就是二维卷积过程中，根据不同的处理尺寸例化不同数据的行缓存，实例如下：

 

ex2:例化 module

 

 

ex3: 进行多个assign赋值

generate for(i=0; i<4; i=i+1)					
		begin : gfor_block							
			assign temp[i] = indata[2*i+1:2*i];	
		end

等同于：

	assign temp[0] = indata[1:0];		
	assign temp[1] = indata[3:2];		
	assign temp[2] = indata[5:4];		
	assign temp[3] = indata[7:6];

ex4.利用generate for赋值 always

	generate for(i=0; i<4; i=i+1)					
		begin : gfor_block	
			always @ (*)
				temp[i] = indata[2*i+1:2*i];
		end	
endgenerate

等同于：

always @ (*)
temp[0] = indata[1:0];
always @ (*)
temp[1] = indata[3:2];
always @ (*)
temp[2] = indata[5:4];
always @ (*)
temp[3] = indata[7:6];

 

2. generate if

  generate用来复制模块，而在电路设计中，对于不同的参数，其电路细节也不同：generte if语句就是根据模块的参数（必须是常量）作为判断条件进行判断，来产生满足条件的电路。

ex1:

generate
   if(KSiZE == 3)
      begin: MAP16
       //针对尺寸为3的算法进行处理
     end
end generate


generate
   if(Ksize == 5)
    begin


       //针对尺寸为5的算法进行处理
    end

 

ex2:

module assign_test(ia,ib,ic,od)
input ia,ib,ic;
ouput od;

laocalparam WIDE = 8;//参数模块，用于选择生产的电路

generate
   if(WIDE <  10)
      assign  d = a |  b  |  c;
   else 
       assign d = a &  b  &  C;
generatate

endmodule

RTL电路如下：

如果将参数 WIDE改为12则综合后的电路为：

3. generate case

     generate case其实跟generate if 一样，都是会根据模块的参数（要求是常量）来综合出满足条件的电路。

module case_test(ia,ic,ic,od);

input ia, ib , ic;
output od;

localparam  WIDE =3 ;//

generate  
     case (WIDE)
        9:  
                  assign  d   =  a | b | c;
        12:       assgin  d   =  a & b & c;
        default:  assgin  d   =  a & b | c;
     endcase
endgenerate

endmodule

 将WIDE改为9后RLT：

 

补充：

    在Verilog-1995中可以选择向量即mem的任一位输出，也可以选择向量的连续几位输出，不过此时连续几位的始末数值的index需要是常量，即mem[5:3]。而在verilog-2001中可以用变量作为index，进行part select。

this is the so-called “Indexed vector part selects”

[base_expr+:width_expr]  //positive offset

[base_expr-:width_expr]  //negative offset

   其中base_expr可以是变量，但是width_expr必须是常量。

+：表示由base_expr向上增长width_expr位；

-：表示由base_expr向上递减width_expr位。

ex

reg [63:0]  word;

reg [3:0]  byte_num; //a value from 0 to 7

wire [7:0] byteN = word [byte_num*8+:8] ;

如果byte_num值为4时，则将word[39:32]赋值给byteN。

参考资料：《基于FPGA的数字图像处理及应用》

                   《Verilog数字系统设计教程》