Verilog repeat深入解析

一、repeat語法及使用

在Verilog中，repeat語句可以被用於多次執行一個代碼塊。repeat語句的語法如下：

    repeat (n) begin
        //待執行語句
    end

其中，n代表需要重複執行的次數。需要注意的是，在待執行語句中，可以使用系統任務$display，如下：

    repeat (4) begin
        $display("i = %d", i);
    end

上述實例會輸出四次對應的i的值：

    i = 0
    i = 1
    i = 2
    i = 3

二、repeat與for循環的區別

repeat語句與for循環又有何不同呢？在使用上，repeat語句可以執行一個可傳遞參數的循環體，而for循環則不能。除此之外，repeat可以在語句塊內使用$display，而for循環則不行。此外，repeat語句只能是無限循環或執行一個特定次數的循環，而for循環可以是有限的或無限的。

下面演示對比這兩種循環的語法差異：

    //repeat語法
    repeat(5) begin
        // 待執行語句塊
    end

    // for循環語法
    for(i=0;i<5;i=i+1) begin
        // 待執行語句塊
    end

三、repeat的高級用法

1. repeat語句中使用$random

在repeat語句中，可以使用$random函數生成隨機數。下面的實例代碼會生成5個介於0到15之間的隨機數：

    repeat(5) begin
        $display("Random number is %02d", $random%16);
    end

上述實例會輸出：

    Random number is 02
    Random number is 04
    Random number is 11
    Random number is 01
    Random number is 09

2. repeat語句嵌套

除了基本的repeat循環，repeat語句也可以被嵌套使用，從而實現更複雜的循環。下面的實例代碼將展示一個嵌套使用repeat的示例：

    always@(posedge clk) begin
        repeat(4) begin
            repeat(2) begin
                $display("Hello");
            end
            $display("World");
        end
    end

上述實例會輸出下面的信息：

    Hello
    Hello
    World
    Hello
    Hello
    World
    Hello
    Hello
    World
    Hello
    Hello
    World

3. repeat語句中使用case語句

在Verilog中，case語句也可在repeat循環中使用。下面的實例代碼將演示一個嵌套使用case語句的repeat用法：

    repeat(5) begin
        case($random%3)
            0: $display("Hello");
            1: $display("World");
            2: $display("!");
        endcase
    end

上述實例會輸出以下信息：

    Hello
    !
    World
    !
    !

四、總結

本篇文章介紹了Verilog repeat循環的語法，與for循環的區別，以及repeat循環的高級用法，包括使用$random函數、循環嵌套和case語句。在設計電路時，使用repeat循環通常會更加靈活和高效。