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对于基本单元逻辑电路，使用Verilog语言提供的门级元件模型描述电路非常方便。
但随着电路复杂性的增加，使用的逻辑门较多时，使用HDL门级描述的工作效率就很低。
数据流建模能够在较高的抽象级别描述电路的逻辑功能，并且通过逻辑综合软件，能够自动地将数据流描述转换成为门级电路。
数据流建模主要使用逻辑表达式，所以要了解各种运算符和表达式。
数据流建模
数据流建模使用的连续赋值语句，由关键词assign开始，后面跟着由操作数和运算符等组成的逻辑表达式。
一般用法如下：
wire [位宽说明] 变量名1，变量名2，……，变量名n；
assign 变量名＝表达式；
注意，assign 语句只能对wire型变量进行赋值，所以等号左边变量名的数据类型必须是wire型。
例：用数据流描述方式建立模型
$Y=D_{0} \cdot \bar{S}+D_{1} \cdot S$
module mux2to1_dataflow(D0, D1, S, Y );
input D0, D1, S;
output Y;
wire Y ;
//下面是逻辑功能描述
assign Y = (~S & D0) | (S & D1); //表达式左边Y必须是wire型
endmodule 例：用条件运算符描述2选1的数据选择器。
module mux2x1_df (D0,D1,S,L);
input D0,D1,S;
output L;
assign L = S ? D1 : D0;
endmodule条件运算符：如果S＝1，则输出L＝D1；否则L＝D0。
例：用数据流建模方法对2线-4线译码器的行为进行描述。
module decoder_df (A1,A0,E,Y);
input A1,A0,E;
output [3:0] Y;
assign Y[0] = ~(~A1 & ~A0 & ~E);
assign Y[1] = ~(~A1 & A0 & ~E);
assign Y[2] = ~( A1 & ~A0 & ~E);
assign Y[3] = ~( A1 & A0 & ~E);
endmodule运算符及其优先级
运算符 (9类)
位拼接运算符
作用是将两个或多个信号的某些位拼接起来成为一个新的操作数，进行运算操作。
设A=1’b1，B=2’b10，C=2’b00
则{B,C}＝4’b1000
{A,B[1],C[0]}＝3’b110
{A,B,C,3’b101}=8’b11000101。对同一个操作数的重复拼接还可以双重大括号构成的运算符{{}}
例如{4{A}}=4’b1111，{2{A},2{B},C}=8’b11101000。
A：4’b1010 、B：4’b1111，
相等与全等运算符
＝＝（逻辑相等）， !＝（逻辑不等）
＝＝＝（条件全等），!＝＝（条件不全等）
a、b的初值同为4’b0100，c和d的初值同为4’b10x0
| a= =b | a!=b | a= = =b | a!= =b |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| c= =d | c!=d | c= = =d | c!= =d |
| x | x | 1 | 0 |
条件运算符
是三目运算符，运算时根据条件表达式的值选择表达式。
一般用法：
condition_expr ? expr1 : expr2;首先计算第一个操作数condition_expr的值，如果结果为逻辑1，则选择第二个操作数expr1的值作为结果返回；如果结果为逻辑0，则选择第三个操作数expr2的值作为结果返回。
运算符的优先级
优先级的顺序从下向上依次增加。
| 类型 | 符号 | 优先级别 | ||
|---|---|---|---|---|
| 取反 | ! ~ -(求2的补码) | 最高优先级 | ||
| 算术 | * / + - | |||
| 移位 | >> << | |||
| 关系 | < <= > >= | |||
| 等于 | == != | |||
| 缩位 | & ~& ^ ^~ **\ | ~\ | ** | |
| 逻辑 | && **\ | \ | ** | |
| 条件 | ?: | 最低优先级 |
参考文献：
- Verilog HDL与FPGA数字系统设计，罗杰，机械工业出版社，2015年04月
- Verilog HDL与CPLD/FPGA项目开发教程(第2版), 聂章龙, 机械工业出版社, 2015年12月
- Verilog HDL数字设计与综合(第2版), Samir Palnitkar著，夏宇闻等译, 电子工业出版社, 2015年08月
- Verilog HDL入门(第3版), J. BHASKER 著 夏宇闻甘伟 译, 北京航空航天大学出版社, 2019年03月
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