[verilog] 연산자, 데이터, 넷, 주석

 

연산자 (operator)

 

 

연산자는 산술 연산자, 관계 연산자, 논리 연산자, 시프트 연산자 등이 있으며 값을 연산하는 것에 사용한다. 

 

구분	연산자	의미
산술 연산자	+	덧셈
	-	뺄셈
	%	나머지
	*	곱셈
	/	나눗셈
관계 연산자	==	같다
	!=	같지 않다
	>	크다
	>=	크거나 같다
	<	작다
	<=	작거나 같다
논리 연산자	&&	논리적 AND
	||	논리적 OR
	!	논리적 NOT
	&	비트 AND
	|	비트 OR
	~	비트 NOT
	^	비트 XOR
	^~, ~^	비트 XNOR
시프트 연산자	>>	오른쪽 Shift
	<<	왼쪽 Shift
기타	{ }	결합 연산
	? :	3항 조건 연산

 

 

산술 연산자는 크게 단항 연산자와 이항 연산자로 나뉜다.

단항 연산자는 + 와 - 가 있다. + 로 양수를 나타내고, - 로 음수를 나타내는 부호 역할을 한다.
이항 연산자는 +, -, *, /, % 가 있다. 여기서 + 와 - 는 덧셈과 뺄셈을 나타낸다.

 

* 예시

1    2 3 4 5 6 7 8 9

reg x, y; wire result; x = 2'b0101; // 5 y = 2'b0001; // 1 assign result = x + y; // result = 2'b0110 assign result = x - y; // result = 2'b1000 assign result = x * y; // result = 2'b0101 assign result = x / y; // result = 2'b0101 assign result = x % y; // result = 2'b0000

 

논리 연산자는에는 Logical AND (&&), Logical OR (||), Logical NOT (!) 이 있다.

논리적 거짓(false)은 0, 논리적 참(true)은 1, x는 결과에 상관없는 값(dc; don't care) 이다.

또한 비트 단위 연산자가 있으며 여기에는 Bitwise AND (&), Bitwise OR (|), Bitwise XOR (^), Bitwise XNOR (^~, ~^), Bitwise NOT (~)가 있다. Bitwise NOT (~)과 Logical NOT (!) 연산자는 단항 연산자이며, 나머지는 두 개의 피연산자를 가지고 연산하는 이항 연산자이다.

AND (&), NAND (~&), OR (|), NOR (~|), XOR (^)을 단항 연산자처럼 사용할 수 있는데, 이 때는 축소 연산을 수행한다. 오른쪽 비트에서부터 왼쪽 비트 순으로 연산한다.

 

* 예시

1     2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

// 논리 연산 x = 2'b00; y = 2'b01; z = 2'b0x; (x == 1) || (y == 1); // (거짓) || (참) 이므로 결과 값은 1 (x == 1) && (y == 1); // (거짓) && (참) 이므로 결과 값은 0 (x == 1) || z; // 결과 값은 x   // 비트 연산 x = 4'b1101; y = 4'b1001; z = 4'b1xxz; ~x; // 결과 값은 4'b0010 x & y; // 결과 값은 4'b1001 x ^ y; // 결과 값은 4'b0100 x ^~ y;  // 결과 값은 4'b1011 y | z; // 결과 값은 4'b1xx1 ~z; // 결과 값은 4'b0xxx   // 축소 연산 x = 4'b11011; &x  // (1 & 1 & 0 & 1 & 1)  결과 값은 1'b0 ~&x  // (1 ~& 1 ~& 0 ~& 1 ~& 1) 결과 값은 1'b0

 

관계 연산자는 두 수식과의 관계를 나타내는 연산자이다.
크다 (>), 작다 (<), 크거나 같다 (>=), 작거나 같다 (<=)의 4가지 연산자가 있다.

수식의 결과가 참이면 논리 값 1 (true)을, 거짓이면 논리 값 0 (false)을 반환하고, x나 z 값을 가진다면 x를 반환한다.

또한 같다 (==), 같지 않다 (!=), 케이스 등가 연산자 (===), 케이스 부정등가 연산자(!==)가 있다.

마찬가지로 연산 결과가 참이면 1을, 거짓이면 0을 반환한다.

케이스 연산자는 x나 z값도 비트 단위로 비교하여 결과에 따라 1 또는 0 의 값을 반환한다.

 

* 예시

1       2 3 4 5 6 7 8 9 10

x = 4'b1111; y = 4'b1010; z = 4'b0xxx; x < y; // 거짓. 결과 값은 0 x >= y; // 참. 결과 값은 1 x < z; // 결과 값은 x   x = 4'b11xx; y = 4'b11xz; x === y; // 결과 값은 0

 

시프트 연산자는 비트를 왼쪽이나 오른쪽으로 이동시키는 연산자이다. 오른쪽 shift (>>), 왼쪽 shift (<<)가 있다.

shift로 생기는 오버플로우나 언더플로우된 비트는 0으로 채워진다.

 

* 예시

1      2 3 4 5 6 7 8 9 10

module shift;     reg [3:0] start, result;       initial begin         start = 1'b1;         result = (start << 1);     end endmodule   // 결과 값(result)은 2'b0010

 

조건 연산자는 3항 연산자라고도 하며, 조건식의 참/거짓 여부에 따라 대입 연산의 위치가 달라진다.

<조건식> ? <참 조건> : <거짓 조건> 의 형식이다.

 

* 예시

1     2 3 4 5 6 7

wire [9:0] result = isTrue ? data : 10'd1000;   /* isTrue가 1 (true)이면, data 값을 result에 전달 isTrue가 0 (false)이면, 10'd1000값을 result에 전달 isTrue가 x (don't care)면, x 값을 result에 전달 */

 

 

 

연산자 우선순위 (operator priority)

 

 

C와 마찬가지로 베릴로그에도 연산자의 우선순위가 있다. 그 순서도 C와 비슷하다.

 

우선순위	구분	연산자
↑ 높음     낮음 ↓	단항 연산자 (Unary)	+, -, !, ~
	이항 연산자 (Multiplication, Devision, Module)	*, /, %
	이항 연산자 (Add, Subtract)	+, -
	시프트 연산자	>>, <<
	관계 연산자	<, <=, >, >=
	3항 조건 연산자	? :

 

 

 

자료형 (data type)

 

 

데이터 값에는 4개의 논리 값과 8개의 신호강도를 지원한다. 논리 값으로 회로의 상태를 나타낸다.

하이 임피던스에 대한 내용은 여기를 참고한다.

 

논리값 수준	회로의 상태
0	논리적 0 (false)
1	논리적 1 (true)
x	알 수 없는 값
z	하이 임피던스 (high impedance, hi-z)

 

 

신호강도는 신호의 우선순위를 정하여, 신호들 간의 충돌을 막아주는 역할을 한다.

 

상태	신호	형
↑ 강도 높음     강도 낮음 ↓	supply	흐름
	strong	흐름
	pull	흐름
	large	저장
	weak	흐름
	medium	저장
	small	저장
	highz	하이 임피던스

 

 

 

 

넷 (net)

 

 

넷은 하드웨어 요소 사이의 연결을 나타낸다.
연결된 장치(device) 값으로 출력 값을 갖게되고, 기본적인 값(default)은 z이다.
기본적으로 <키워드> <변수 명> <변수 값> 으로 나타낸다.

 

키워드	정의
wire, tri	일반적인 net에 사용
wor, trior	OR 연산을 하는 wire
wand, triand	AND 연산을 하는 wire
trireg	값을 저장하는 net에 사용
tri1	net에 아무 것도 인가되지 않으면 1
tri0	net에 아무 것도 인가되지 않으면 0
supply1	Vdd를 나타냄
supply0	Ground를 나타냄

 

 

* net 사용 예시

 

 

1 2    3 4 5 6 7

// 인버터(inverter)와 NOR 게이트 사이를 연결 module connection(y_out, A, B) output y_out; input A, B; wire y1; not (y1, B); nor (y_out, A, y1);

 

 

주석 (comment)

 

주석은 개발자들이 코드를 쉽게 알아보게 하기 위해 있는 텍스트이다. 문법은 C와 같다.

한줄 주석은 // 로 시작하며, 여러 줄 주석은 /* */ 이다.

* 예시

1     2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

always @ (*) begin   // 한줄 주석   end   /* 여러 줄 주석 하나 둘 셋 */

 

 

 

참조 : http://rebas.tistory.com/212