表达式由操作符和操作数构成,其目的是根据操作符的意义得到一个计算结果。表达式可以在出现数值的任何地方使用。例如:
a^b ; //a与b进行异或操作
address[9:0] + 10'b1 ; //地址累加
flag1 && flag2 ; //逻辑与操作
操作数可以是任意的数据类型,只是某些特定的语法结构要求使用特定类型的操作数。
操作数可以为常数,整数,实数,线网,寄存器,时间,位选,域选,存储器及函数调用等。
module test;
//实数
real a, b, c;
c = a + b ;
//寄存器
reg [3:0] cprmu_1, cprmu_2 ;
always @(posedge clk) begin
cprmu_2 = cprmu_1 ^ cprmu_2 ;
end
//函数
reg flag1 ;
flag = calculate_result(A, B);
//非法操作数
reg [3:0] res;
wire [3:0] temp;
always@ (*)begin
res = cprmu_2 – cprmu_1 ;
//temp = cprmu_2 – cprmu_1 ; //不合法,always块里赋值对象不能是wire型
end
endmodule
Verilog 中提供了大约 9 种操作符,分别是算术、关系、等价、逻辑、按位、归约、移位、拼接、条件操作符。
大部分操作符与 C 语言中类似。同类型操作符之间,除条件操作符从右往左关联,其余操作符都是自左向右关联。圆括号内表达式优先执行。例如下面每组的 2 种写法都是等价的。
//自右向左关联,两种写法等价 A+B-C ; (A+B)-C ; //自右向左关联,两种写法等价,结果为 B、D 或 F A ? B : C ? D : F ; A ? B : (C ? D : F) ; //自右向左关联,两种写法不等价 (A ? B : C) ? D : F ; //结果 D 或 F A ? B : C ? D : F ; //结果为 B、D 或 F
不同操作符之间,优先级是不同的。下表列出了操作符优先级从高至低的排列顺序。当没有圆括号时,Verilog 会根据操作符优先级对表达式进行计算。为了避免由操作符优先级导致的计算混乱,在不确定优先级时,建议用圆括号将表达式区分开来。
| 操作符 | 操作符号 | 优先级 |
|---|---|---|
| 单目运算 | + - ! ~ | 最高 |
| 乘、除、取模 | * / % | |
| 加减 | + - | |
| 移位 | << >> | |
| 关系 | < <= > >= | |
| 等价 | == != === !=== | |
| 归约 | & ~& | |
| ^ ~^ | ||
| | ~| | ||
| 逻辑 | && | |
| || | ||
| 条件 | ?: | 最低 |
算术操作符包括单目操作符和双目操作符。
双目操作符对 2 个操作数进行算术运算,包括乘(*)、除(/)、加(+)、减(-)、求幂(**)、取模(%)。
reg [3:0] a, b;
reg [4:0] c ;
a = 4'b0010 ;
b = 4'b1001 ;
c = a+b; //结果为c=b'b1011
c = a/b; //结果为c=4,取整
如果操作数某一位为 X,则计算结果也会全部出现 X。例如:
b = 4'b100x ;
c = a+b ; //结果为c=4'bxxxx
对变量进行声明时,要根据变量的操作符对变量的位宽进行合理声明,不要让结果溢出。上述例子中,相加的 2 个变量位宽为 4bit,那么结果寄存器变量位宽最少为 5bit。否则,高位将被截断,导致结果高位丢失。无符号数乘法时,结果变量位宽应该为 2 个操作数位宽之和。
reg [3:0] mula ;
reg [1:0] mulb;
reg [5:0] res ;
mula = 4'he ;
mulb = 2'h3 ;
res = mula * mulb ; //结果为res=6'h2a, 数据结果没有丢失位数
+ 和 - 也可以作为单目操作符来使用,表示操作数的正负性。此类操作符优先级最高。
-4 //表示负4 +3 //表示正3
负数表示时,可以直接在十进制数字前面增加一个减号 -,也可以指定位宽。因为负数使用二进制补码来表示,不指定位宽来表示负数,编译器在转换时,会自动分配位宽,从而导致意想不到的结果。例如:
mula = -4'd4 ;
mulb = 2 ;
res = mula * mulb ; //计算结果为res=-6'd8, 即res=6'h38,正常
res = mula * (-'d4) ; //(4的32次幂-4) * 2, 结果异常
关系操作符有大于(>),小于(<),大于等于(>=),小于等于(<=)。
关系操作符的正常结果有 2 种,真(1)或假(0)。
如果操作数中有一位为 x 或 z,则关系表达式的结果为 x。
A = 4 ;
B = 3 ;
X = 3'b1xx ;
A > B //为真
A <= B //为假
A >= Z //为X,不确定
等价操作符包括逻辑相等(==),逻辑不等(!=),全等(===),非全等(!==)。
等价操作符的正常结果有 2 种:为真(1)或假(0)。
逻辑相等/不等操作符不能比较 x 或 z,当操作数包含一个 x 或 z,则结果为不确定值。
全等比较时,如果按位比较有相同的 x 或 z,返回结果也可以为 1,即全等比较可比较 x 或 z。所以,全等比较的结果一定不包含 x。举例如下:
A = 4 ;
B = 8'h04 ;
C = 4'bxxxx ;
D = 4'hx ;
A == B //为真
A == (B + 1) //为假
A == C //为X,不确定
A === C //为假,返回值为0
C === D //为真,返回值为1
逻辑操作符主要有 3 个:&&(逻辑与), ||(逻辑或),!(逻辑非)。
逻辑操作符的计算结果是一个 1bit 的值,0 表示假,1 表示真,x 表示不确定。
如果一个操作数不为 0,它等价于逻辑 1;如果一个操作数等于 0,它等价于逻辑 0。如果它任意一位为 x 或 z,它等价于 x。
如果任意一个操作数包含 x,逻辑操作符运算结果不一定为 x。
逻辑操作符的操作数可以为变量,也可以为表达式。例如:
A = 3;
B = 0;
C = 2'b1x ;
A && B // 为假
A || B // 为真
! A // 为假
! B // 为真
A && C // 为X,不确定
A || C // 为真,因为A为真
(A==2) && (! B) //为真,此时第一个操作数为表达式
按位操作符包括:取反(~),与(&),或(|),异或(^),同或(~^)。
按位操作符对 2 个操作数的每 1bit 数据进行按位操作。
如果 2 个操作数位宽不相等,则用 0 向左扩展补充较短的操作数。
取反操作符只有一个操作数,它对操作数的每 1bit 数据进行取反操作。
下图给出了按位操作符的逻辑规则。
| &(与) | 0 | 1 | x | |(或) | 0 | 1 | x | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | x | |
| 1 | 0 | 1 | x | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| x | 0 | x | x | x | x | 1 | x |
| ^(异或) | 0 | 1 | x | ~^(同或) | 0 | 1 | x | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | x | 0 | 1 | 0 | x | |
| 1 | 1 | 0 | x | 1 | 0 | 1 | x | |
| x | x | x | x | x | x | x | x |
A = 4'b0101 ;
B = 4'b1001 ;
C = 4'bx010 ;
~A //4'b1010
A & B //4'b0001
A | B //4'b1101
A^B //4'b1100
A ~^ B //4'b0011
B | C //4'b1011
B&C //4'bx000
归约操作符包括:归约与(&),归约与非(~&),归约或(|),归约或非(~|),归约异或(^),归约同或(~^)。
归约操作符只有一个操作数,它对这个向量操作数逐位进行操作,最终产生一个 1bit 结果。
逻辑操作符、按位操作符和归约操作符都使用相同的符号表示,因此有时候容易混淆。区分这些操作符的关键是分清操作数的数目,和计算结果的规则。
A = 4'b1010 ; &A ; //结果为 1 & 0 & 1 & 0 = 1'b0,可用来判断变量A是否全1 ~|A ; //结果为 ~(1 | 0 | 1 | 0) = 1'b0, 可用来判断变量A是否为全0 ^A ; //结果为 1 ^ 0 ^ 1 ^ 0 = 1'b0
移位操作符包括左移(<<),右移(>>),算术左移(<<<),算术右移(>>>)。
移位操作符是双目操作符,两个操作数分别表示要进行移位的向量信号(操作符左侧)与移动的位数(操作符右侧)。
算术左移和逻辑左移时,右边低位会补 0。
逻辑右移时,左边高位会补 0;而算术右移时,左边高位会补充符号位,以保证数据缩小后值的正确性。
A = 4'b1100 ;
B = 4'b0010 ;
A = A >> 2 ; //结果为 4'b0011
A = A << 1; //结果为 4'b1000
A = A <<< 1 ; //结果为 4'b1000
C = B + (A>>>2); //结果为 2 + (-4/4) = 1, 4'b0001
拼接操作符用大括号 {,} 来表示,用于将多个操作数(向量)拼接成新的操作数(向量),信号间用逗号隔开。
拼接符操作数必须指定位宽,常数的话也需要指定位宽。例如:
A = 4'b1010 ;
B = 1'b1 ;
Y1 = {B, A[3:2], A[0], 4'h3 }; //结果为Y1='b1100_0011
Y2 = {4{B}, 3'd4}; //结果为 Y2=7'b111_1100
Y3 = {32{1'b0}}; //结果为 Y3=32h0,常用作寄存器初始化时匹配位宽的赋初值
条件表达式有 3 个操作符,结构描述如下:
condition_expression ? true_expression : false_expression
计算时,如果 condition_expression 为真(逻辑值为 1),则运算结果为 true_expression;如果 condition_expression 为假(逻辑值为 0),则计算结果为 false_expression。
assign hsel = (addr[9:8] == 2'b0) ? hsel_p1 : hsel_p2 ; //当信号 addr 高 2bit 为 0 时,hsel 赋值为 hsel_p1; 否则,将 hsel_p2 赋值给 hsel。
其实,条件表达式类似于 2 路(或多路)选择器,其描述方式完全可以用 if-else 语句代替。
当然条件操作符也能进行嵌套,完成一个多次选择的逻辑。例如:
assign hsel = (addr[9:8] == 2'b00) ? hsel_p1 :
(addr[9:8] == 2'b01) ? hsel_p2 :
(addr[9:8] == 2'b10) ? hsel_p3 :
(addr[9:8] == 2'b11) ? hsel_p4 ;
在我的应用程序中,我需要能够找到所有数字子字符串,然后扫描每个子字符串,找到第一个匹配范围(例如5到15之间)的子字符串,并将该实例替换为另一个字符串“X”。我的测试字符串s="1foo100bar10gee1"我的初始模式是1个或多个数字的任何字符串,例如,re=Regexp.new(/\d+/)matches=s.scan(re)给出["1","100","10","1"]如果我想用“X”替换第N个匹配项,并且只替换第N个匹配项,我该怎么做?例如,如果我想替换第三个匹配项“10”(匹配项[2]),我不能只说s[matches[2]]="X"因为它做了两次替换“1fooX0barXg
@raw_array[i]=~/[\W]/非常简单的正则表达式。当我用一些非拉丁字母(具体来说是俄语)尝试时,条件是错误的。我能用它做什么? 最佳答案 @raw_array[i]=~/[\p{L}]/使用西里尔字符进行测试。引用:http://www.regular-expressions.info/unicode.html#prop 关于ruby-正则表达式将非英文字母匹配为非单词字符,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://
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