在SpinalHDL中的对应关系及声明形式

针对SpinalHDL中的两大类型Reg、Wire，来梳理下在SpinalHDL中的对应关系及声明形式。

Wire

在编写Verilog时，reg、wire是我们经常用到的变量声明类型。wire类型变量常用于描述组合逻辑。而Reg则用于描述时序逻辑。在SpinalHDL中，其定义了Bool、Bits、UInt、SInt、Vec等数据类型。当我们声明一个数据类型变量时其默认均为线网类型：

在上面的代码中，我们声明了端口dataIn、dataOut、其默认均对应着RTL中的Wire类型：

Reg

Reg类型变量常用于时序逻辑，在SpinalHDL中，将数据类型声明为Reg类型的方式有：

SpinalHDL提供了四种类型声明寄存器的方式，根据不同的场景需求，我们可以四选一选择最合适的(都是基于Reg一步步封装的)。 除此之外，由于SpinalHDL中默认为Wire类型，而SpinalHDL为其都提供了setAsReg()方法来标注为寄存器类型，同时提供Init(resetValue)方法来做初始化。因此想上面的那个例子我们想寄存器打一拍我们可以这么来写：

case class regDemo() extends Component{  val io=new Bundle{    val dataIn=in UInt(8 bits)    val dataOut=out UInt(8 bits)  }  val regTemp=Reg(UInt(8 bits)) init(0)  regTemp:=io.dataIn  io.dataOut:=regTemp}

也可以这么来写：

case class regDemo() extends Component{  val io=new Bundle{    val dataIn=in UInt(8 bits)    val dataOut=out UInt(8 bits)  }  val regTemp=RegInit(U(0,8 bits))  regTemp:=io.dataIn  io.dataOut:=regTemp}

还可以这么写：

case class regDemo() extends Component{  val io=new Bundle{    val dataIn=in UInt(8 bits)    val dataOut=out UInt(8 bits)  }  io.dataOut:=RegNext(io.dataIn).init(0)}

甚至可以这么写：

case class regDemo() extends Component{  val io=new Bundle{    val dataIn=in UInt(8 bits)    val dataOut=out UInt(8 bits) setAsReg() init(0)  }  io.dataOut:=io.dataIn} 

时序调整很容易

在我们编写RTL代码时，当时序存在问题时需要我们调整时序时是很痛苦的，因为无论是Verilog还是SystemVerilog代码，在较长组合逻辑之间添加一级寄存器往往需要改动较多的点，还需要仔细的评估。稍不注意就是时序没调整好，功能先出问题了(主要在于代码太长，更改需慎之又慎)。 而在SpinalHDL里，时序调整可以做到简洁而优雅。 在我们之前用SpinalHDL做Sobel图像处理算法时有这么一段代码：

在卷积核计算处理时这里存在较多的组合逻辑延迟，会成为系统时序瓶颈点。当我们想向更高的频率去跑时这里便需要插入寄存器。想想看这里如果是用Verilog来写时我们插入寄存器不仅要计算清楚中间寄存器的位宽，同时也需要改多行代码，还要小心翼翼的改写。 而在SpinalHDL里，我们这里插入寄存器调整时序很容易！我们可以通过调用regNext很容易地插入一级寄存器：

如此我们便可以轻松地优化时序，谁还说时序调整是个体力活儿呢？？？ 而针对带握手信号的时序打拍优化，SpinalHDL也有相关的Lib供调用可以快捷地优化处理。

原文标题：SpinalHDL—Reg&Wire

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审核编辑：彭静