Verilog基本语法之运算符

运算符分类

运算符按功能分为9类：

算术运算符

逻辑运算符

关系运算符

等式运算符

缩减运算符

条件运算符

位运算符

移位运算符

位拼接运算符

运算符按操作数的个数分为3类：

单目运算符：带一个操作数 逻辑非！，按位取反~，缩减运算符，移位运算符

双目运算符：带两个操作数 算术，关系，等式运算，逻辑，位运算符的大部分

三目运算符：带三个操作数 条件运算符

01 算术运算符：

+	加
-	减
*	乘
/	除
%	求模
算术运算符	说明

进行整数除法时，结果值略去小数部分，只取整数部分

%为求模运算符，要求%两侧均为整型数据

求模运算结果值的符号位取第一个操作数的符号位

例：-11%3 结果为-2

进行算术运算时，若某操作数为不定值x，则整个结果也为x

02 逻辑运算符：

逻辑运算符把它的操作数当成布尔变量；

非零的操作数被认为是真(1’b1);

零被认为是假(1’b0)；

不确定的操作数如4‘bxx00，被认为是不确定的（可能为零，也可能是非零）；但4‘bxx11，被认为是真

&&（双目）	逻辑与
||（双目）	逻辑或
！（单目）	逻辑非
逻辑运算符	说明

进行逻辑运算后的结果为布尔值（1或0）

&&和||的优先级除高于条件运算符外，低于关系运算符，等式运算符等几乎所有运算符

逻辑非！优先级最高

例：(a>b)&&(b>c) 可简写为：a>b && b>c

(a==b)||(x==y) 可简写为：a==b || x==y

(!a) || (a>b) 可简写为：!a || a>b

建议采用带括号形式

03 位运算符：

~（单目）	按位取反
&（双目）	按位与
| （双目）	按位或
^（双目）	按位异或
^~,~^（双目）	按位同或
位运算符	说明

位运算其结果与操作数位数相同。位运算符中的双目运算符要求对两个操作数的相应位逐位进行运算。

两个不同长度的操作数进行位运算时，将自动按右端对齐，位数少的操作数会在高位0补齐

例 a=5'b11011 b=3'b001 a&b = 5'00001

04 关系运算符（双目）：

<	小于
<=	小于等于
>	大于
>=	大于等于
关系运算符	说明

运算结果为1位的逻辑值1或0或x.

关系运算时，若关系为真，则返回值为1；若关系为假，则返回值为0；若某操作数为不定值x，则返回值为x。

所有关系运算符优先级别相同。

关系运算符的优先级别低于算术运算符。

例：a

05 等式运算符：

==	等于
！=	不等于
===	全等
！==	不全等
等式运算符	说明

运算结果为1位的逻辑值1或0或x.

等于运算符（==）和全等运算符（===）的区别：

使用等式运算符时两个操作数必须逐位相等，结果才为1；若某些位为x或z，则结果为x;

使用全等运算符时，若两个操作数的相应位完全一致（如同是1,0,x,z)则结果为1；否则为0.

所有的等式运算符优先级别相同

===和！==运算符常用于case表达式的判别，又称为"case等式运算符".

==真值表

==	0	1	x	z
0	0	0	x	x
1	0	1	x	x
x	x	x	x	x
z	x	x	x	x

===真值表

===	0	1	x	z
0	0	0	0	0
1	0	1	0	0
x	0	0	1	0
z	0	0	0	1

06 缩减运算符（单目）：

&	与
~&	与非
|	或
~|	或非
^	异或
^~,~^	同或
缩减运算符	说明

对单个操作数进行递推运算，即先将操作数的最低位于第二位进行与，或，非运算，再将运算结果与第三位进行相同运算，一次类推直至高位。

最后运算结果缩减为1位二进制数

例：reg[3:0] a;

b =|a; //等效于b=（（a[0] | a[1]) |a(2)) | a[3]

07 移位运算符（单目）：

>>	右移
<<	左移
移位运算符	说明

A >>n 或A<< n

将操作数右移或左移n位，同时用n个0填补移出的空位

左移会扩充位数，右移位数不变，但数据会丢失

08 条件运算符（三目）：

信号 = 条件？表达式1：表达式2

当条件为真，信号取表达式1的值，条件为假，则取表达式2的值

09 位拼接运算符：

运算符号{ }，用于将两个或多个信号的某些位拼接起来，表示一个整体信号。

{信号1，信号2}

output [3:0] sum;      
output cout;
input  [3:0] ina, inb;
input  cin;
assign  {cout,sum} =ina + inb + cin;  //进位与和拼接在一起

算术运算符

用重复法简化表达式，如：{4{w}} //等同于{w,w,w,w}

还可用嵌套方法简化书写，如{b,{3{a,b}} //{b,a,b,a,b,a}

在为拼接表达式中，不允许存在没有指明位数的信号，必须指明信号的位数；若未指明，则默认为32位的二进制数；

如{1,0}=64’h00000001_00000000, 不是2‘b10

审核编辑：刘清