2.8　逻辑运算符号优先级

Verilog中各种逻辑运算符的优先级顺序见表2—2，其中运算符用逗号隔开，优先级数值低者更优先。因为表中求余运算器件不常用于RTL，所以在写代码时应使用更常见的逻辑取代。“&”和“&&”在电路上都会综合为与门，“|”和“||”在电路上都会综合为或门。“&”“|”和“ ^{^} ”既是单参数运算符（只需跟一个参数），又是双参数运算符（需要跟两个参数）。当作为单参数运算符时，可将一个多比特信号的内部进行按位运算，最终结果是单比特，例如& a ，其中 a 的位宽是3比特，该表达式将 a 的3比特都连到与门的输入端。在作为双参数运算符时，可将两个参数进行按位运算，两个参数的位宽必须相等，结果的位宽也与这两个参数一致，如 a & b ，表示 a 和 b 按位进行与操作，而“&&”作为双参数运算符，体现的不是按位操作，而是逻辑操作，例如 a && b ， a 被看作一个事件，而 b 是另一个事件。原则上这两个事件都应该是单比特，值为1表示成功，为0表示失败，语法允许 a 和 b 为多比特，只要不为全零即表示成功。在C语言中，常常会出现 a 或 b 是多比特而使用&&的情况，而Verilog作为硬件设计语言，为了表义准确，应保证 a 和 b 都是单比特，此时，&和&&可以通用。读者可能会读到类似（ a ＝＝ b ）&（ c !＝ d ）这样的代码，其中 a ＝＝ b 可以理解为一个事件， c !＝ d 可以理解为另一个事件，两个事件成功为1，失败为0，因此，（ a ＝＝ b ）表达本身就只代表一个比特。另外，“!”和“~”在C语言中也有差别，“!”指逻辑取反，其参数是单比特，即本来某个事件是成功的，取“!”就变为失败，而“~”是按位取反，其参数允许是多比特的。在Verilog中，这两个符号的含义与C语言相同，但对于单比特信号，两个符号经常混用，例如触发器中复位逻辑有时会写为!rst_n，有时也会写为~rstn_n。

表2—2　逻辑运算符优先级

学习优先级的目的是可以让设计者少写几个括号，有时运算式特别复杂，括号特别多，可读性会很差，代码如下：

     assign z = ((a + (b * c)<<3) & (~d)) - 1;      //原式
     assign z = (a + b * c<<3 & ~d) - 1;            //简化式

括号多或少，都可能影响阅读体验，那么，哪些情况下需要加括号呢？原则如下：

（1）在设计者不确定优先级的情况下，应尽量加括号，防止出错。

（2）相同优先级的符号并列出现，要加括号以区分运算顺序。

（3）一些被普遍接受的表达可以不加括号，例如乘法优先于加法，对于 a ＋（ b * c ）就可以省略括号。

（4）（~ d ）的优先级很高，可以省略括号。

（5）对于 a ＋ b 3，为了明确先做加法再左移3位，虽然可以不用括号，但一般会加上，以便表达式更清晰。

（6）当&等符号作为单参数运算符时，一般需要加括号以提醒阅读者，如（& a ）或（~ a ）。 UVb8lkLRFvhSrr65dP0KkB6IxhtsrHQ6Sn9cg5nWjUc8XTn8ToAOG6z/TozyzyBD