verilog HDL中wire和reg的区别

wire表示直通,即输入有变化,输出马上无条件地反映(如与、非门的简单连接)。

reg表示一定要有触发,输出才会反映输入的状态。

reg相当于存储单元,wire相当于物理连线。reg表示一定要有触发,没有输入的时候可以保持原来的值,但不直接实际的硬件电路对应。

两者的区别是:寄存器型数据保持最后一次的赋值,而线型数据需要持续的驱动。wire使用在连续赋值语句中,而reg使用在过程赋值语句(initial ,always)中。wire若无驱动器连接,其值为z,reg默认初始值为不定值 x 。

在连续赋值语句中,表达式右侧的计算结果可以立即更新表达式的左侧。在理解上,相当于一个逻辑之后直接连了一条线,这个逻辑对应于表达式的右侧,而这条线就对应于wire。在过程赋值语句中,表达式右侧的计算结果在某种条件的触发下放到一个变量当中,而这个变量可以声明成reg类型的。根据触发条件的不同,过程赋值语句可以建模不同的硬件结构:如果这个条件是时钟的上升沿或下降沿,那么这个硬件模型就是一个触发器;如果这个条件是某一信号的高电平或低电平,那么这个硬件模型就是一个锁存器;如果这个条件是赋值语句右侧任意操作数的变化,那么这个硬件模型就是一个组合逻辑。

对组合逻辑输出变量,可以直接用assign。即如果不指定为reg类型,那么就默认为1位wire类型,故无需指定1位wire类型的变量。当然专门指定出wire类型,可能是多位或为使程序易读。wire只能被assign连续赋值,reg只能在initial和always中赋值。

输入端口可以由wire/reg驱动,但输入端口只能是wire;输出端口可以是wire/reg类型,输出端口只能驱动wire;若输出端口在过程块中赋值则为reg型,若在过程块外赋值则为net型(wire/tri)。用关键词inout声明一个双向端口, inout端口不能声明为reg类型,只能是wire类型。

默认信号是wire类型,reg类型要申明。这里所说的默认是指输出信号申明成output时为wire。如果是模块内部信号,必须申明成wire或者reg.

对于always语句而言,赋值要申明成reg,连续赋值assign的时候要用wire。

模块调用时 信号类型确定方法总结如下:
•信号可以分为端口信号和内部信号。出现在端口列表中的信号是端口信号,其它的信号为内部信号。
•对于端口信号,输入端口只能是net类型。输出端口可以是net类型,也可以是register类型。若输出端口在过程块中赋值则为register类型;若在过程块外赋值(包括实例化语句),则为net类型。
•内部信号类型与输出端口相同,可以是net或register类型。判断方法也与输出端口相同。若在过程块中赋值,则为register类型;若在过程块外赋值,则为net类型。
•若信号既需要在过程块中赋值,又需要在过程块外赋值。这种情况是有可能出现的,如决断信号。这时需要一个中间信号转换。
下面所列是常出的错误及相应的错误信息(error message)
•用过程语句给一个net类型的或忘记声明类型的信号赋值。
信息:illegal …… assignment.
•将实例的输出连接到声明为register类型的信号上。
信息: has illegal output port specification.
•将模块的输入信号声明为register类型。
信息:incompatible declaration, ……