本系列文章主要針對(duì)FPGA初學(xué)者編寫，包括FPGA的模塊書寫、基礎(chǔ)語(yǔ)法、狀態(tài)機(jī)、RAM、UART、SPI、VGA、以及功能驗(yàn)證等。將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)作為一個(gè)章節(jié)進(jìn)行講解，旨在更快速的提升初學(xué)者在FPGA開(kāi)發(fā)方面的能力，每一個(gè)章節(jié)中都有針對(duì)性的代碼書寫以及代碼的講解，可作為讀者參考。

18

第十八章：function

function說(shuō)明語(yǔ)句

function說(shuō)明語(yǔ)句的用途就是要返回一個(gè)值，然后把這個(gè)值用在表達(dá)式中。本章講解function任務(wù)的用法。

不同點(diǎn)

任務(wù)和函數(shù)主要的不同點(diǎn)如下：

1、function中不能包含時(shí)序控制語(yǔ)句，而task任務(wù)可以包含時(shí)序控制語(yǔ)句；

2、function不能調(diào)用task任務(wù)，而task任務(wù)能調(diào)用function語(yǔ)句；

3、function至少要有一個(gè)input類型的參數(shù)，不能有output和inout類型的參數(shù)。而task任務(wù)可以沒(méi)有參數(shù)，也可以有多個(gè)類型的參數(shù)；

4、function返回一個(gè)值，而task任務(wù)則不返回值。

5、function只能對(duì)輸入值返回一個(gè)結(jié)果值，而task可以支持多種用途，可以計(jì)算并返回多個(gè)結(jié)果值。使用task時(shí)，只能通過(guò)output和inout類型的參數(shù)把結(jié)果值傳遞回來(lái)。

function使用語(yǔ)法

定義任務(wù)的語(yǔ)法：

function<返回值的類型或范圍>(函數(shù)名)；
<端口說(shuō)明語(yǔ)句>
<變量類型說(shuō)明語(yǔ)句>

begin
<語(yǔ)句1>

<語(yǔ)句2>

………
end
endfunction

函數(shù)通過(guò)關(guān)鍵詞 function 和 endfunction 定義。不允許輸出端口聲明（包括輸出和雙向端口），但可以有多個(gè)輸入端口。<返回值的類型或范圍>指定函數(shù)返回值的類型或位寬，是一個(gè)可選項(xiàng)，若沒(méi)有指定，默認(rèn)缺省值為寬度 1 bit的寄存器數(shù)據(jù)。(函數(shù)名)為所定義函數(shù)的名稱，對(duì)函數(shù)的調(diào)用也是通過(guò)函數(shù)名完成的，并在函數(shù)結(jié)構(gòu)體內(nèi)部代表一個(gè)內(nèi)部變量，函數(shù)調(diào)用的返回值就是通過(guò)函數(shù)名變量傳遞給調(diào)用語(yǔ)句。函數(shù)定義在函數(shù)內(nèi)部會(huì)隱式定義一個(gè)寄存器變量，該寄存器變量和函數(shù)同名并且位寬也一致。函數(shù)通過(guò)在函數(shù)定義中對(duì)該寄存器的顯式賦值來(lái)返回函數(shù)計(jì)算結(jié)果。

函數(shù)定義示例

函數(shù)的定義聲明了與函數(shù)同名的，函數(shù)內(nèi)部的寄存器。如在函數(shù)的聲明語(yǔ)句中<返回值的類型或范圍>為默認(rèn)，則這個(gè)寄存器是1位的。否則是與函數(shù)定義中<返回值的類型或范圍>一致的寄存器。函數(shù)的定義把函數(shù)返回值所賦值寄存器的名稱初始化與函數(shù)同名的內(nèi)部變量。上述代碼示例定義了一個(gè)名為“function_use”的函數(shù)，把輸入a的值低3bit賦給了返回值function_use。需要注意的是在函數(shù)定義時(shí)不能包含任何時(shí)間控制語(yǔ)句，即不能包含#，@，wait等。

函數(shù)調(diào)用

下面舉例說(shuō)明function 函數(shù)的定義與如何調(diào)用。

代碼示例

函數(shù)的調(diào)用時(shí)通過(guò)將函數(shù)作為表達(dá)式中的操作數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)用格式如下：

<函數(shù)名> （<表達(dá)式>，……<表達(dá)式>）

測(cè)試代碼如下：

仿真波形如圖所示：

由仿真圖可以看：

1、當(dāng) start 信號(hào)變成高電平的時(shí)候，state 狀態(tài)由 0 跳變到 1 時(shí)，此時(shí)調(diào)用 load_data 函數(shù)，把 data_in 的值通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方式賦給shift_data ，同時(shí)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 2。

2、當(dāng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 2 的時(shí)候，此時(shí)調(diào)用shift 函數(shù)，把 shift_data 的值通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方式往左移一位后賦給shift_data ，同時(shí)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 3。

3、當(dāng)狀態(tài)跳到 3 的時(shí)候，調(diào)用 load_data 函數(shù)，把 shift_data 的值通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方式賦值給data_out ，同時(shí)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 0。

4、最終結(jié)果：

8‘hF0左移1位，data_out=8‘hE0。

8‘hFF左移1位，data_out=8‘hFE。

責(zé)任編輯：lq