写在前面
前五篇文章已经将Verilog的零碎知识点讲解的差不多了，从这篇开始，就从模块开始了。
模块化设计思想是Verilog的核心，也是数字设计的核心，模块化设计就像搭建积木一样搭建数字电路。
这篇博客，讲解模块使用verilog 2001修订版风格，通过例子是最好的学习方法。
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正文
模块
使用Verilog设计数字电路，其实就是设计大大小小的模块，模块相互例化，最后组成一个顶层模块，也就是整个设计了。
下面给出最基本的模块模板：
module module_name(
input i_clk,
input i_a,
input [3:0] i_b,
input i_en,
output o_out,
inout [3:0] o_c
//your input/ouput/inout ports
);
//your sequential logic
always@(posedge i_clk) begin
//your sequential logic
end
//your combinational logic
always@(*) begin
//your logic
end
assign o_c = i_en ? i_b : 4'hz;
//......
//institation other module
a_module inst(
.i_clk(i_clk),
.i_a(i_a),
.o_c(o_c),
);
endmodule
如果模块内的变量位宽参数化，则模块模板为：
module exam_module #(
parameter c_WIDTH = 8,
parameter c_DEPTH = 16
)(
//input
input i_a,
//inout
inout io_b,
//output
output o_c
);
//the same as before module
endmodule
例化带参数的模块：
module top_module(
// input/output/inout ports define
);
//other logics
//institation module with parameter
exam_module #(
.c_WIDTH(8),
.c_DEPTH(6)
)inst0(
//ports parts
);
endmodule
端口
端口是一组信号， 用作特定模块的输入和输出， 并且是与之通信的主要方式。将模块视为放置在 PCB上的预制芯片，很明显，与芯片通信的唯一方法是通过其引脚。端口就像引脚，设计人员将其用于发送和接收来自外界的信号。
端口类型
端口描述
- input 设计模块只能使用其input端口从外部接收值
- output 设计模块只能使用其output端口将值发送到外部
- inout 设计模块可以使用其inout端口发送或接收值
默认情况下，端口类型为wire类型。
语法
input [net_type] [range] list_of_names; // Input port
inout [net_type] [range] list_of_names; // Input & Output port
output [net_type] [range] list_of_names; // Output port driven by a wire
output [var_type] [range] list_of_names; // Output port driven by a variable
例如：
module my_design ( input wire clk,
input en,
input rw,
inout [15:0] data,
output int );
// Design behavior as Verilog code
endmodule
注：端口名字不能一样，如下是不合规的：
input aport; // First declaration - valid
input aport; // Error - already declared
output aport; // Error - already declared
有符号端口声明
可以使用signed属性来声明有符号端口，默认情况下是无符号的端口。
module (
input signed a, b, // a, b are signed from port declaration
output reg signed c // c is signed from reg declaration
);
endmodule
可以参考资料：http://suo.im/5OkJ5D
Verilog 1995与Verilog 2001对比
先看Verilog 1995是如何定义端口的：
Verilog 经过了一些修改， 1995 年的原始 IEEE 版本采用以下方式声明端口。在这里，
模块声明必须首先在方括号内列出端口的名称，然后再在模块主体内定义这些端口的方向。
module test (a, b, c);
input [7:0] a; // inputs "a" and "b" are wires
input [7:0] b;
output [7:0] c; // output "c" by default is a wire
// Still, you can declare them again as wires to avoid confusion
wire [7:0] a;
wire [7:0] b;
wire [7:0] c;
endmodule
module test (a, b, c);
input [7:0] a, b;
output [7:0] c; // By default c is of type wire
// port "c" is changed to a reg type
reg [7:0] c;
endmodule
Verilog 2001修订：
ANSI-C 样式的端口命名是在 2001 年引入的， 允许在端口列表中指定类型。
module test ( input [7:0] a,
b, // "b" is considered an 8-bit input
output [7:0] c);
// Design content
endmodule
module test ( input wire [7:0] a,
input wire [7:0] b,
output reg [7:0] c);
// Design content
endmodule
如果端口声明包含网络或变量类型，则认为该端口已完全声明。在网络或变量类型声明中重新声明相同的端口是非法的。
module test ( input [7:0] a, // a, e are implicitly declared of type wire
output reg [7:0] e );
wire signed [7:0] a; // illegal - declaration of a is already complete -> simulator dependent
wire [7:0] e; // illegal - declaration of e is already complete
// Rest of the design code
endmodule
如果端口声明不包含网络或变量类型，则可以再次在网络或变量类型声明中声明端口。
module test ( input [7:0] a,
output [7:0] e);
reg [7:0] e; // Okay - net_type was not declared before
// Rest of the design code
endmodule
参考资料
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