Verilog HDL宏定义define

宏定义 `define

用一个指定的标识符(即名字)来代表一个字符串，它的一般形式为:

`define 标识符(宏名) 字符串(宏内容)

如：`define signal string

它的作用是指定用标识符signal来代替string这个字符串，在编译预处理时，把程序中在该命令以后所有的signal都替换成string。这种方法使用户能以一个简单的名字代替一个长的字符串，也可以用一个有含义的名字来代替没有含义的数字和符号，因此把这个标识符(名字)称为“宏名”，在编译预处理时将宏名替换成字符串的过程称为“宏展开”。`define是宏定义命令。

[例1]：`define  WORDSIZE 8

module

reg[1:`WORDSIZE]  data; //这相当于定义 reg[1:8] data;

关于宏定义的八点说明：

1)       宏名可以用大写字母表示，也可以用小写字母表示。建议使用大写字母，以与变量名相区别。

2)       `define命令可以出现在模块定义里面，也可以出现在模块定义外面。宏名的有效范围为定义命令之后到原文件结束。通常，`define命令写在模块定义的外面，作为程序的一部分，在此程序内有效。

3)      在引用已定义的宏名时，必须在宏名的前面加上符号“`”，表示该名字是一个经过宏定义的名字。

4)       使用宏名代替一个字符串，可以减少程序中重复书写某些字符串的工作量。而且记住一个宏名要比记住一个无规律的字符串容易，这样在读程序时能立即知道它的含义，当需要改变某一个变量时，可以只改变 `define命令行，一改全改。如例1中，先定义WORDSIZE代表常量8，这时寄存器data是一个8位的寄存器。如果需要改变寄存器的大小，只需把该命令行改为：`define WORDSIZE 16。这样寄存器data则变为一个16位的寄存器。由此可见使用宏定义，可以提高程序的可移植性和可读性。

5)       宏定义是用宏名代替一个字符串，也就是作简单的置换，不作语法检查。预处理时照样代入，不管含义是否正确。只有在编译已被宏展开后的源程序时才报错。

6)       宏定义不是Verilog HDL语句，不必在行末加分号。如果加了分号会连分号一起进行置换。如：

[例2]：module  test;

  reg  a, b, c, d, e, out;

 `define  expression  a+b+c+d;

assign out = `expression + e;

  ...

    endmodule

经过宏展开以后，该语句为：

assign  out = a+b+c+d;+e;

显然出现语法错误。

7)       在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名，可以层层置换。如：

[例3]：module test;

reg  a, b, c;

wire out;

`define aa a + b

`define cc c + `aa

assign out = `cc;

    endmodule

这样经过宏展开以后，assign语句为

assign  out = c + a + b;

8)       宏名和宏内容必须在同一行中进行声明。如果在宏内容中包含有注释行，注释行不会作为被置换的内容。如：

[例4]: module

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

     `typ_nand g121(q21,n10,n11);

        ………

        endmodule

经过宏展开以后，该语句为：

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

宏内容可以是空格，在这种情况下，宏内容被定义为空的。当引用这个宏名时，不会有内容被置换。

注意：组成宏内容的字符串不能够被以下的语句记号分隔开的。

·         注释行

·         数字

·         字符串

·         确认符

·         关键词

·         双目和三目字符运算符

如下面的宏定义声明和引用是非法的。

`define  first_half  "start of string

$display(`first_half end of string");

注意在使用宏定义时要注意以下情况：

1)       对于某些 EDA软件，在编写源程序时，如使用和预处理命令名相同的宏名会发生冲突，因此建议不要使用和预处理命令名相同的宏名。

2)       宏名可以是普通的标识符(变量名)。例如signal_name 和 'signal_name的意义是不同的。但是这样容易引起混淆，建议不要这样使用。