Verilog HDL宏定義define

宏定義 `define

用一個指定的標識符(即名字)來代表一個字符串，它的一般形式為:

`define 標識符(宏名) 字符串(宏內容)

如：`define signal string

它的作用是指定用標識符signal來代替string這個字符串，在編譯預處理時，把程序中在該命令以后所有的signal都替換成string。這種方法使用戶能以一個簡單的名字代替一個長的字符串，也可以用一個有含義的名字來代替沒有含義的數字和符號，因此把這個標識符(名字)稱為“宏名”，在編譯預處理時將宏名替換成字符串的過程稱為“宏展開”。`define是宏定義命令。

[例1]：`define  WORDSIZE 8

module

reg[1:`WORDSIZE]  data; //這相當于定義 reg[1:8] data;

關于宏定義的八點說明：

1)       宏名可以用大寫字母表示，也可以用小寫字母表示。建議使用大寫字母，以與變量名相區別。

2)       `define命令可以出現在模塊定義里面，也可以出現在模塊定義外面。宏名的有效范圍為定義命令之后到原文件結束。通常，`define命令寫在模塊定義的外面，作為程序的一部分，在此程序內有效。

3)      在引用已定義的宏名時，必須在宏名的前面加上符號“`”，表示該名字是一個經過宏定義的名字。

4)       使用宏名代替一個字符串，可以減少程序中重復書寫某些字符串的工作量。而且記住一個宏名要比記住一個無規律的字符串容易，這樣在讀程序時能立即知道它的含義，當需要改變某一個變量時，可以只改變 `define命令行，一改全改。如例1中，先定義WORDSIZE代表常量8，這時寄存器data是一個8位的寄存器。如果需要改變寄存器的大小，只需把該命令行改為：`define  WORDSIZE 16。這樣寄存器data則變為一個16位的寄存器。由此可見使用宏定義，可以提高程序的可移植性和可讀性。

5)       宏定義是用宏名代替一個字符串，也就是作簡單的置換，不作語法檢查。預處理時照樣代入，不管含義是否正確。只有在編譯已被宏展開后的源程序時才報錯。

6)       宏定義不是Verilog HDL語句，不必在行末加分號。如果加了分號會連分號一起進行置換。如：

[例2]：module  test;

  reg  a, b, c, d, e, out;

 `define  expression  a+b+c+d;

assign out = `expression + e;

  ...

    endmodule

經過宏展開以后，該語句為：

assign  out = a+b+c+d;+e;

顯然出現語法錯誤。

7)       在進行宏定義時，可以引用已定義的宏名，可以層層置換。如：

[例3]：module test;

reg  a, b, c;

wire out;

`define aa a + b

`define cc c + `aa

assign out = `cc;

    endmodule

這樣經過宏展開以后，assign語句為

assign  out = c + a + b;

8)       宏名和宏內容必須在同一行中進行聲明。如果在宏內容中包含有注釋行，注釋行不會作為被置換的內容。如：

[例4]: module

        `define typ_nand nand #5  //define a nand with typical delay

     `typ_nand g121(q21,n10,n11);

        ………

        endmodule

經過宏展開以后，該語句為：

nand #5 g121(q21,n10,n11);

宏內容可以是空格，在這種情況下，宏內容被定義為空的。當引用這個宏名時，不會有內容被置換。

注意：組成宏內容的字符串不能夠被以下的語句記號分隔開的。

·         注釋行

·         數字

·         字符串

·         確認符

·         關鍵詞

·         雙目和三目字符運算符

如下面的宏定義聲明和引用是非法的。

`define  first_half  "start of string

$display(`first_half end of string");

注意在使用宏定義時要注意以下情況：

1)       對于某些 EDA軟件，在編寫源程序時，如使用和預處理命令名相同的宏名會發生沖突，因此建議不要使用和預處理命令名相同的宏名。

2)       宏名可以是普通的標識符(變量名)。例如signal_name 和 'signal_name的意義是不同的。但是這樣容易引起混淆，建議不要這樣使用。