简谈FPGA verilog中的function用法与例子
大家好，又到了每日学习的时间了，今天我们来聊一聊fpga verilog中的function用法与例子。
函数的功能和任务的功能类似，但二者还存在很大的不同。在 verilog hdl 语法中也存在函数的定义和调用。
1．函数的定义
函数通过关键词 function 和 endfunction 定义，不允许输出端口声明（包括输出和双向端口） ，但可以有多个输入端口。函数定义的语法如下：
function [range] function_id;
input_declaration
other_declarations
procedural_statement
endfunction
其中，function 语句标志着函数定义结构的开始；[range]参数指定函数返回值的类型或位宽，是一个可选项，若没有指定，默认缺省值为 1 比特的寄存器数据；function_id 为所定义函数的名称，对函数的调用也是通过函数名完成的，并在函数结构体内部代表一个内部变量，函数调用的返回值就是通过函数名变量传递给调用语句；input_declaration 用于对函数各个输入端口的位宽和类型进行说明，在函数定义中至少要有一个输入端口；endfunction为函数结构体结束标志。下面给出一个函数定义实例。
定义函数实例：
function and; //定义输入变量
input a, b; //定义函数体
begin
and = a && b;
end
endfunction
函数定义在函数内部会隐式定义一个寄存器变量， 该寄存器变量和函数同名并且位宽也一致。函数通过在函数定义中对该寄存器的显式赋值来返回函数计算结果。此外，还有下列
几点需要注意：
（1）函数定义只能在模块中完成，不能出现在过程块中；
（2）函数至少要有一个输入端口；不能包含输出端口和双向端口；
（3） 在函数结构中， 不能使用任何形式的时间控制语句 （#、 wait 等） ， 也不能使用 disable中止语句；
（4）函数定义结构体中不能出现过程块语句（always 语句） ；
（5）函数内部可以调用函数，但不能调用任务。
2．函数调用
和任务一样，函数也是在被调用时才被执行的，调用函数的语句形式如下： func_id(expr1, expr2, ........., exprn) ，其中，func_id 是要调用的函数名，expr1, expr2, ......exprn是传递给函数的输入参数列表，该输入参数列表的顺序必须与函数定义时声明其输入的顺序相同。下面给出一个函数调用实例。
函数调用实例：
module comb15 (a, b, cin, s, cout);
input [3:0] a, b;
input cin;
output [3:0] s;
output cout;
wire [1:0] s0, s1, s2, s3;
function signed [1:0] add;
input a, b, cin;
reg s, cout;
begin
s = a ^ b ^ cin;
cout = (a&b) | (a&cin) | (b&cin);
add = {cout, s};
end
endfunction
assign s0 = add (a[0], b[0], cin),
s1 = add (a[1], b[1], s0[1]),
s2 = add (a[2], b[2], s1[1]),
s3 = add (a[3], b[3], s2[1]),
s = {s3[0], s2[0], s1[0], s0[0]},
cout = s3[1];
endmodule
在函数调用中，有下列几点需要注意：
（1）函数调用可以在过程块中完成，也可以在 assign 这样的连续赋值语句中出现。
（2）函数调用语句不能单独作为一条语句出现，只能作为赋值语句的右端操作数。
今天就聊到这里，各位，加油。
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function [range] function_id;
input_declaration
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其中，function 语句标志着函数定义结构的开始；[range]参数指定函数返回值的类型或位宽，是一个可选项，若没有指定，默认缺省值为 1 比特的寄存器数据；function_id 为所定义函数的名称，对函数的调用也是通过函数名完成的，并在函数结构体内部代表一个内部变量，函数调用的返回值就是通过函数名变量传递给调用语句；input_declaration 用于对函数各个输入端口的位宽和类型进行说明，在函数定义中至少要有一个输入端口；endfunction为函数结构体结束标志。下面给出一个函数定义实例。
定义函数实例：
function and; //定义输入变量
input a, b; //定义函数体
begin
and = a && b;
end
endfunction
函数定义在函数内部会隐式定义一个寄存器变量， 该寄存器变量和函数同名并且位宽也一致。函数通过在函数定义中对该寄存器的显式赋值来返回函数计算结果。此外，还有下列
几点需要注意：
（1）函数定义只能在模块中完成，不能出现在过程块中；
（2）函数至少要有一个输入端口；不能包含输出端口和双向端口；
（3） 在函数结构中， 不能使用任何形式的时间控制语句 （#、 wait 等） ， 也不能使用 disable中止语句；
（4）函数定义结构体中不能出现过程块语句（always 语句） ；
（5）函数内部可以调用函数，但不能调用任务。
2．函数调用
和任务一样，函数也是在被调用时才被执行的，调用函数的语句形式如下： func_id(expr1, expr2, ........., exprn) ，其中，func_id 是要调用的函数名，expr1, expr2, ......exprn是传递给函数的输入参数列表，该输入参数列表的顺序必须与函数定义时声明其输入的顺序相同。下面给出一个函数调用实例。
函数调用实例：
module comb15 (a, b, cin, s, cout);
input [3:0] a, b;
input cin;
output [3:0] s;
output cout;
wire [1:0] s0, s1, s2, s3;
function signed [1:0] add;
input a, b, cin;
reg s, cout;
begin
s = a ^ b ^ cin;
cout = (a&b) | (a&cin) | (b&cin);
add = {cout, s};
end
endfunction
assign s0 = add (a[0], b[0], cin),
s1 = add (a[1], b[1], s0[1]),
s2 = add (a[2], b[2], s1[1]),
s3 = add (a[3], b[3], s2[1]),
s = {s3[0], s2[0], s1[0], s0[0]},
cout = s3[1];
endmodule
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（1）函数调用可以在过程块中完成，也可以在 assign 这样的连续赋值语句中出现。
（2）函数调用语句不能单独作为一条语句出现，只能作为赋值语句的右端操作数。
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