(5)运算符及表达式
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若sel为0则out =a；若sel为1则out = b。 为 则 ； 为 则 。 如果sel为 或 ， 如果 为x或z，若a = b =0，则out = 0； ， ； 值不确定。 若a≠b，则out值不确定。 ， 值不确定
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~ 结果 & 0 1 x z ^ 0 1 x z 0 0 0 0 0 0 0 1 x x 1 0 1 x x 1 1 0 x x
0 1 x 0 x x x x x x x x z 0 x x x z x x x x
1 0
x x | 0 1 x z ^~ 0 1 x z 0 0 1 x x 0 1 0 x x
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!, &&, || 不可综合 <, <=, >, >= ==, !=, ===, !== ~, &, |, ^, ~^ &, ~&, |, ~|, ^, ~^ >>, << ?: {} +, -, *, /, %
不建议直接使用
运算符按所带操作数的个数分为： 运算符按所带操作数的个数分为
a==b得到的结果为不定值 得到的结果为不定值
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a===b得到的结果为 得到的结果为1. 得到的结果为
== 0 0 1 x z 1 0 x x
1 0 1 x x
x x x x x
z x x x x
=== 0 0 1 x z 1 0 0 0
1 0 1 0 0
x 0 0 1 0
运算符与表达式
p132
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Logical Operators Relational Operators Equality Operators Bit-Wise Operators Unary Reduction Shift Operators Conditional Operators Concatenations Arithmetic Operators
固定的移位运算实现为一些硬件连线 a = 4’b1010 1 1 0 1 b <= a<<2 0 0 1 0 则b？ ？ 0 0
b = 4’b1000
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b = 6’b101000
7.条件运算符（三目） 条件运算符（三目） 条件运算符
条件表达式？表达式1：表达式2 信号 = 条件表达式？表达式 ：表达式 当条件成立时，信号取表达式 的值 的值， 当条件成立时，信号取表达式1的值，反之取表达 的值。 式2的值。 的值 例：二选一多路选择器 module mux2_1(out,a,b,sel); output out; input a,b,sel; assign out=sel?b:a endmodule
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用连接运算符描述全加器 module full_adder(sum_out,c,ina,inb) output[3:0] sum_out; output carry_out; input[3:0]ina,inb; input carry_in; assign {carry_out,sum_out}=ina+inb+ carry_in; endmodule
2. P,Q,R都是 位输入，下面那种表达形式正确？ 都是4位输入 下面那种表达形式正确？ 都是 位输入， A.input P[3:0],Q,R; B.input P,Q,R[3:0]; C.input P[3:0],Q[3:0],R[3:0]; D.input [3:0] P, [3:0] Q, [3:0] R; E. input [3:0] P, Q, R;
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9.算术运算符 算术运算符
+ * / % 不建议直接使用
负数使用补码表示，并根据最终位数进行符号扩展。 负数使用补码表示，并根据最终位数进行符号扩展。 减运算一般用加法器实现，减一个数相当于加上该数 减运算一般用加法器实现， 的反码再加上1 的反码再加上 算数运算中操作数整体参与运算，所以某一位是 或 ， 算数运算中操作数整体参与运算，所以某一位是x或z， 则结果为x。 则结果为 。
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&A=(((1&0)&0)&1)&1=0 |A=1 ^A=(((1^0)^0)^1)^1=0
归约运算符实现为一个 对应操作数比特位数的 相应功能的逻辑门
6.移位运算符 移位运算符
左移 << 右移 >> a<<n a>>n 左移n位 把a左移 位 左移 右移n位 把a右移 位 右移
单行注释符用 //*********
多行注释符用 /* ------------------------- */
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a>b && x>y !a || a>b a<size -1
(a>b)&& (x>y) (!a )||(a>b) a<(size -1)
为了提高程序的可读性， 为了提高程序的可读性，明确表达各运算符 间的优先关系，建议使用括号。 间的优先关系，建议使用括号。
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3.相等与全等运算符 相等与全等运算符
== 逻辑相等 ！= 逻辑不等 === 全等 ！==非全等 非全等 不可综合
相等运算符：参与比较的两个操作数， 相等运算符：参与比较的两个操作数，必须逐位相等 比较的结果才为1，如果某些位是不定态或高阻值， 比较的结果才为 ，如果某些位是不定态或高阻值， 其相等比较的结果是不定值。 其相等比较的结果是不定值。 全等运算符：对不定态或高阻值位也进行比较， 全等运算符：对不定态或高阻值位也进行比较，两个 操作数必须完全一致结果才位1，否则为0。 操作数必须完全一致结果才位 ，否则为 。 a=5’b11x01 ； ’ b=5’b11x01 ’
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对于一些重复信号的连接， 对于一些重复信号的连接，连接运算可以简 化表达方式{n{a}}。 化表达方式 。 a是被连接的对象，n 是重复的次数，表示将 是被连接的对象， 是重复的次数， 是被连接的对象 a重复连接 次。 重复连接n次 重复连接 {4{w}} {b,3{a,b}} {w,w,w,w} {b,a,b,a,b,a,b}
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练习： 练习：
1.下列标识符合法的是： 下列标识符合法的是： 下列标识符合法的是
shift_reg_a BUS263 _ddr1_t2 o$241 \~(a+b) a*b_net 34net _daai@DA and AND
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练习
表达式 11/3 -11%3 11%-3 结果 3 -2 2 说明 省略小数部分 符号与第一个 操作数相同 符号与第一个 操作数相同
百度文库
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操作符类型 连接及复制操作符 取反操作符 算术操作符 移位操作符 关系操作符 相等操作符 按位操作符 逻辑操作符 条件操作符
单目运算 双目运算 三目运算
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1.逻辑运算符 逻辑运算符
中间不能有空格
! （单目） && || 单目）
逻辑操作符只对逻辑值运算。逻辑操作符的结果为一位： 逻辑操作符只对逻辑值运算。逻辑操作符的结果为一位： 一位 1，0或x。 操作数由多位组成，应将其看做一个整体： 操作数由多位组成，应将其看做一个整体： 若操作数为全0 则其逻辑值为false,即 若操作数为全0，则其逻辑值为false,即0 false, 若操作数有某一位为1，则其逻辑值为true，即1 若操作数有某一位为1 则其逻辑值为true， true 若存在不定态，则逻辑运算也是不定态x 若存在不定态，则逻辑运算也是不定态x !实现为或非结构，&&实现为或与结构，||实现为或或 实现为或非结构，&&实现为或与结构，||实现为或或 实现为或与结构 结构， 结构，即会先对操作数的各比特位进行或的操作
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练：设寄存器变量a=4’b0110; b=4’b0000 设寄存器变量 ’ ’
!a 0
!b 1
a && b 0
a||b 1
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2.关系运算符 关系运算符 > < >= <=
进行关系运算时： 进行关系运算时： 如果声明的关系是假，则返回值是 ； 如果声明的关系是假，则返回值是0； 如果声明的关系是真，则返回值是1； 如果声明的关系是真，则返回值是 ； 如果某个操作数是不定值，则关系是模糊的， 如果某个操作数是不定值，则关系是模糊的，返回 不定值； 不定值； 实现为对应类型的比较器， 实现为对应类型的比较器，比较位数和操作数的位 数较大者一致，位数较少者进行符号扩展(reg类 数较大者一致，位数较少者进行符号扩展 类 型或wire类型变量固定扩展 ，正常量扩展 ，负 类型变量固定扩展0，正常量扩展0， 型或 类型变量固定扩展 常量扩展1) 常量扩展
a = 4'b1011; c = a | b;
b = 8'b01010011; a零扩展为 8'b00001011 零扩展为
按位操作符对操作数中相对应“ 按位操作符对操作数中相对应“位”运算。 运算。
regb = 4'b1 0 1 0 regc = 4'b1 x 1 0 num = regb & regc = 1 0 1 0 ;
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不同长度的数据进行位运算时， 不同长度的数据进行位运算时，系统会自动在位数 少的操作数的高位补0。（ 。（如果短的操作数最高位是 少的操作数的高位补 。（如果短的操作数最高位是 x,则扩展的部分也是 ），以使两个操作数按位进行 则扩展的部分也是x）， 则扩展的部分也是 ），以使两个操作数按位进行 操作。 操作。
z 0 0 0 1
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4.位运算符 位运算符
~ 按位取反（单目） 按位取反（单目） & 按位与 | 按位或 ^ 按位异或 ^~ ，~^按位同或 按位同或
例：A=5’b11001，B=5’b10101 ， ~A=5’b00110 A&B=5’b10001 A | B=5’b11101 A^B=5’b01100 A~^B=5’b10011
Verilog 语法总结： 语法总结：
a) 标识符 (P125) b) 数据类型 (P128 wire reg parameter) c) 常量 常量(P126 整数 整数) d) 运算符及表达式(P132) 运算符及表达式 e) 语句 语句(P142) f) 注释
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符号 {} ！ {{}} ~
优先级 高
* / % + << > == & ^ && ？: || >> < >= === ~^ | <= != != =
低
注：“与”操作符的优先级总是比相同类型的“或”操作符高 操作符的优先级总是比相同类型的“
空格和注释
空格在文本中起一个分隔符的作用，没有其他用处。 空格在文本中起一个分隔符的作用，没有其他用处。
8.连接 位拼接运算符 连接/位拼接运算符 连接
连接运算符是将两组或两组以上的信号， 连接运算符是将两组或两组以上的信号，拼接成一组 新的信号。 新的信号。 {信号 的某些位，信号 的某些位，…… 信号1的某些位 信号2的某些位 ……} 的某些位， 信号 的某些位， 例：{a , b[3], c, 3’b101} ’ 如果a是一位的信号， 是三位的信号 如果 是一位的信号，c是三位的信号，则拼接之后 是一位的信号 是三位的信号， 的位宽为8位 的位宽为 位。 注意：常数表达式前面的位宽不能省略。 注意：常数表达式前面的位宽不能省略。如果省略 则默认32位 则默认 位。
z x 1 1 1 1 1 1 0 1 x x x x 1 x x x x x x x z x 1 x x z x x x x
5.归约（缩减）运算符(单目 归约（缩减）运算符 单目 单目) 归约
在单一操作数的所有位上进行操作，并产生 位 在单一操作数的所有位上进行操作，并产生1位 运算结果。 运算结果。 例：A=5’b11001 & 归约与 | 归约或 ^ 归约异或 ~&归约与非 归约与非 ~| 归约或非 ~^归约异或非 归约异或非
若sel为0则out =a；若sel为1则out = b。 为 则 ； 为 则 。 如果sel为 或 ， 如果 为x或z，若a = b =0，则out = 0； ， ； 值不确定。 若a≠b，则out值不确定。 ， 值不确定
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~ 结果 & 0 1 x z ^ 0 1 x z 0 0 0 0 0 0 0 1 x x 1 0 1 x x 1 1 0 x x
0 1 x 0 x x x x x x x x z 0 x x x z x x x x
1 0
x x | 0 1 x z ^~ 0 1 x z 0 0 1 x x 0 1 0 x x
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!, &&, || 不可综合 <, <=, >, >= ==, !=, ===, !== ~, &, |, ^, ~^ &, ~&, |, ~|, ^, ~^ >>, << ?: {} +, -, *, /, %
不建议直接使用
运算符按所带操作数的个数分为： 运算符按所带操作数的个数分为
a==b得到的结果为不定值 得到的结果为不定值
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a===b得到的结果为 得到的结果为1. 得到的结果为
== 0 0 1 x z 1 0 x x
1 0 1 x x
x x x x x
z x x x x
=== 0 0 1 x z 1 0 0 0
1 0 1 0 0
x 0 0 1 0
运算符与表达式
p132
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Logical Operators Relational Operators Equality Operators Bit-Wise Operators Unary Reduction Shift Operators Conditional Operators Concatenations Arithmetic Operators
固定的移位运算实现为一些硬件连线 a = 4’b1010 1 1 0 1 b <= a<<2 0 0 1 0 则b？ ？ 0 0
b = 4’b1000
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b = 6’b101000
7.条件运算符（三目） 条件运算符（三目） 条件运算符
条件表达式？表达式1：表达式2 信号 = 条件表达式？表达式 ：表达式 当条件成立时，信号取表达式 的值 的值， 当条件成立时，信号取表达式1的值，反之取表达 的值。 式2的值。 的值 例：二选一多路选择器 module mux2_1(out,a,b,sel); output out; input a,b,sel; assign out=sel?b:a endmodule
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用连接运算符描述全加器 module full_adder(sum_out,c,ina,inb) output[3:0] sum_out; output carry_out; input[3:0]ina,inb; input carry_in; assign {carry_out,sum_out}=ina+inb+ carry_in; endmodule
2. P,Q,R都是 位输入，下面那种表达形式正确？ 都是4位输入 下面那种表达形式正确？ 都是 位输入， A.input P[3:0],Q,R; B.input P,Q,R[3:0]; C.input P[3:0],Q[3:0],R[3:0]; D.input [3:0] P, [3:0] Q, [3:0] R; E. input [3:0] P, Q, R;
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9.算术运算符 算术运算符
+ * / % 不建议直接使用
负数使用补码表示，并根据最终位数进行符号扩展。 负数使用补码表示，并根据最终位数进行符号扩展。 减运算一般用加法器实现，减一个数相当于加上该数 减运算一般用加法器实现， 的反码再加上1 的反码再加上 算数运算中操作数整体参与运算，所以某一位是 或 ， 算数运算中操作数整体参与运算，所以某一位是x或z， 则结果为x。 则结果为 。
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&A=(((1&0)&0)&1)&1=0 |A=1 ^A=(((1^0)^0)^1)^1=0
归约运算符实现为一个 对应操作数比特位数的 相应功能的逻辑门
6.移位运算符 移位运算符
左移 << 右移 >> a<<n a>>n 左移n位 把a左移 位 左移 右移n位 把a右移 位 右移
单行注释符用 //*********
多行注释符用 /* ------------------------- */
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a>b && x>y !a || a>b a<size -1
(a>b)&& (x>y) (!a )||(a>b) a<(size -1)
为了提高程序的可读性， 为了提高程序的可读性，明确表达各运算符 间的优先关系，建议使用括号。 间的优先关系，建议使用括号。
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3.相等与全等运算符 相等与全等运算符
== 逻辑相等 ！= 逻辑不等 === 全等 ！==非全等 非全等 不可综合
相等运算符：参与比较的两个操作数， 相等运算符：参与比较的两个操作数，必须逐位相等 比较的结果才为1，如果某些位是不定态或高阻值， 比较的结果才为 ，如果某些位是不定态或高阻值， 其相等比较的结果是不定值。 其相等比较的结果是不定值。 全等运算符：对不定态或高阻值位也进行比较， 全等运算符：对不定态或高阻值位也进行比较，两个 操作数必须完全一致结果才位1，否则为0。 操作数必须完全一致结果才位 ，否则为 。 a=5’b11x01 ； ’ b=5’b11x01 ’
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对于一些重复信号的连接， 对于一些重复信号的连接，连接运算可以简 化表达方式{n{a}}。 化表达方式 。 a是被连接的对象，n 是重复的次数，表示将 是被连接的对象， 是重复的次数， 是被连接的对象 a重复连接 次。 重复连接n次 重复连接 {4{w}} {b,3{a,b}} {w,w,w,w} {b,a,b,a,b,a,b}
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练习： 练习：
1.下列标识符合法的是： 下列标识符合法的是： 下列标识符合法的是
shift_reg_a BUS263 _ddr1_t2 o$241 \~(a+b) a*b_net 34net _daai@DA and AND
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表达式 11/3 -11%3 11%-3 结果 3 -2 2 说明 省略小数部分 符号与第一个 操作数相同 符号与第一个 操作数相同
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操作符类型 连接及复制操作符 取反操作符 算术操作符 移位操作符 关系操作符 相等操作符 按位操作符 逻辑操作符 条件操作符
单目运算 双目运算 三目运算
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1.逻辑运算符 逻辑运算符
中间不能有空格
! （单目） && || 单目）
逻辑操作符只对逻辑值运算。逻辑操作符的结果为一位： 逻辑操作符只对逻辑值运算。逻辑操作符的结果为一位： 一位 1，0或x。 操作数由多位组成，应将其看做一个整体： 操作数由多位组成，应将其看做一个整体： 若操作数为全0 则其逻辑值为false,即 若操作数为全0，则其逻辑值为false,即0 false, 若操作数有某一位为1，则其逻辑值为true，即1 若操作数有某一位为1 则其逻辑值为true， true 若存在不定态，则逻辑运算也是不定态x 若存在不定态，则逻辑运算也是不定态x !实现为或非结构，&&实现为或与结构，||实现为或或 实现为或非结构，&&实现为或与结构，||实现为或或 实现为或与结构 结构， 结构，即会先对操作数的各比特位进行或的操作
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练：设寄存器变量a=4’b0110; b=4’b0000 设寄存器变量 ’ ’
!a 0
!b 1
a && b 0
a||b 1
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2.关系运算符 关系运算符 > < >= <=
进行关系运算时： 进行关系运算时： 如果声明的关系是假，则返回值是 ； 如果声明的关系是假，则返回值是0； 如果声明的关系是真，则返回值是1； 如果声明的关系是真，则返回值是 ； 如果某个操作数是不定值，则关系是模糊的， 如果某个操作数是不定值，则关系是模糊的，返回 不定值； 不定值； 实现为对应类型的比较器， 实现为对应类型的比较器，比较位数和操作数的位 数较大者一致，位数较少者进行符号扩展(reg类 数较大者一致，位数较少者进行符号扩展 类 型或wire类型变量固定扩展 ，正常量扩展 ，负 类型变量固定扩展0，正常量扩展0， 型或 类型变量固定扩展 常量扩展1) 常量扩展
a = 4'b1011; c = a | b;
b = 8'b01010011; a零扩展为 8'b00001011 零扩展为
按位操作符对操作数中相对应“ 按位操作符对操作数中相对应“位”运算。 运算。
regb = 4'b1 0 1 0 regc = 4'b1 x 1 0 num = regb & regc = 1 0 1 0 ;
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不同长度的数据进行位运算时， 不同长度的数据进行位运算时，系统会自动在位数 少的操作数的高位补0。（ 。（如果短的操作数最高位是 少的操作数的高位补 。（如果短的操作数最高位是 x,则扩展的部分也是 ），以使两个操作数按位进行 则扩展的部分也是x）， 则扩展的部分也是 ），以使两个操作数按位进行 操作。 操作。
z 0 0 0 1
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4.位运算符 位运算符
~ 按位取反（单目） 按位取反（单目） & 按位与 | 按位或 ^ 按位异或 ^~ ，~^按位同或 按位同或
例：A=5’b11001，B=5’b10101 ， ~A=5’b00110 A&B=5’b10001 A | B=5’b11101 A^B=5’b01100 A~^B=5’b10011
Verilog 语法总结： 语法总结：
a) 标识符 (P125) b) 数据类型 (P128 wire reg parameter) c) 常量 常量(P126 整数 整数) d) 运算符及表达式(P132) 运算符及表达式 e) 语句 语句(P142) f) 注释
Usable is Profitable
Usable is Profitable
符号 {} ！ {{}} ~
优先级 高
* / % + << > == & ^ && ？: || >> < >= === ~^ | <= != != =
低
注：“与”操作符的优先级总是比相同类型的“或”操作符高 操作符的优先级总是比相同类型的“
空格和注释
空格在文本中起一个分隔符的作用，没有其他用处。 空格在文本中起一个分隔符的作用，没有其他用处。
8.连接 位拼接运算符 连接/位拼接运算符 连接
连接运算符是将两组或两组以上的信号， 连接运算符是将两组或两组以上的信号，拼接成一组 新的信号。 新的信号。 {信号 的某些位，信号 的某些位，…… 信号1的某些位 信号2的某些位 ……} 的某些位， 信号 的某些位， 例：{a , b[3], c, 3’b101} ’ 如果a是一位的信号， 是三位的信号 如果 是一位的信号，c是三位的信号，则拼接之后 是一位的信号 是三位的信号， 的位宽为8位 的位宽为 位。 注意：常数表达式前面的位宽不能省略。 注意：常数表达式前面的位宽不能省略。如果省略 则默认32位 则默认 位。
z x 1 1 1 1 1 1 0 1 x x x x 1 x x x x x x x z x 1 x x z x x x x
5.归约（缩减）运算符(单目 归约（缩减）运算符 单目 单目) 归约
在单一操作数的所有位上进行操作，并产生 位 在单一操作数的所有位上进行操作，并产生1位 运算结果。 运算结果。 例：A=5’b11001 & 归约与 | 归约或 ^ 归约异或 ~&归约与非 归约与非 ~| 归约或非 ~^归约异或非 归约异或非