为什么verilog中递归函数需要定义为automatic?

able陈2024-11-22 13:32

直接上代码

c 复制代码

module automatic_tb;

reg [7:0] value;

initial begin 
	#0 value <= 8'd5;
	#10 $display("result of automatic: %0d", factor_automatic(value));
	    $display("result of static: %0d", factor_static(value));
	#50 $stop;
end

function reg[7:0] factor_static (input reg[7:0] dat);
	if (dat >= 2) begin
		factor_static = factor_static(dat-1) * dat;
	end
	else
		factor_static = 1;
endfunction

function automatic reg[7:0] factor_automatic (input reg[7:0] dat);
	if (dat >= 2) begin
		factor_automatic = factor_automatic(dat-1) * dat;
	end
	else
		factor_automatic = 1;
endfunction

endmodule

得到的仿真结果为：
从上述的仿真结果中可以看到，此时automatic的函数对应的结果是对的，而static的函数对应的结果是错误的。

原因分析

对于static函数而言，此函数中对应的变量都是static，也就是只存在一份。以上述的列子为例，当factor_static递归四次的时候，此时dat的值为1，即这唯一的一份dat的值为1，并且此时result也被置为1，当函数进行到上一层的时候，此时factor_static(2)的值为1，而dat的也是1，所以当前这一次返回的值也为1，因此最终的结果为1。具体的流程见下图：

在国外的网站上看到的另一个分析static和automatic函数的例子

c 复制代码

module static_tb;

task add(input reg[7:0] a, input reg[7:0] b);
begin
	#2;
	$display("the sum is %0d", a+b);
end
endtask

initial 
fork
	begin 
		add(2, 3);
	end
	begin
		#1;
		add(3, 4);
	end
join 

endmodule

可以看到，这里的两个sum输入的参数不同，但是得到的结果却是相同的。这是由于在time为0的时候，add(2, 3)进行执行，将a设置为2，b设置为3，然后等待2个时间单位准备输出，但是在经过了1个时间单位之后，add(3,4)进行执行，又将a设置为3，b设置为4，所以再又经过一个时间单位之后，输出的结果为7，从而看到的结果都是7。
此案例的参考地址