[Function and Task] 1. 베릴로그 함수

• subprograms
  • tasks
  • functions
  • reusable한 코드를 작성할 수 있음.
    • 최대한 reusable하게 만드는것이 좋음.
• function과 task의 차이점.
  • 차이점 1
    • function을 작성하면 계산을 수행하여 단일 값을 반환
    • task는 여러 개의 순차문을 실행하지만 값을 반환 X, 대신 출력의 개수를 무제한으로 가질 수 있음.
  • 차이점 2
    • function은 즉시 실행. delays, posedge, wait 등의 구문을 포함할 수 없음.
    • task는 가능.

Verilog Function

• 하나 이상의 입력값을 받아 출력값을 반환하는 subprogram
• 코드의 작은 부분을 구현 가능.
• 동일 코드를 반복하는 대신 함수를 사용하면 유지 관리가 더 쉬워짐.
  • 객체지향 관점?
• 베릴로그 모듈에 함수를 호출하는 데 사용할 코드를 작성.

// inline arguments 선언 스타일
function <return_type> <name> (input <arguments>);
    // local 변수 선언
    begin
        // function code
    end
endfunction

// inbody arguments 선언 스타일
function <return_type> <name>;
    (input <arguments>);
    // local 변수 선언
    begin
        // function code
    end
endfunction

• <\name>
  • 함수 이름 작성
• inline 선언
  • begin end 를 생략 가능.
• <\arguments>
  • 함수에 대한 입력 선언.
• - 반환 데이터 타입 선언. - 이 부분 제외시 기본적으로 1bit 값을 반환.

function integer easy_example (input integer a);
    easy_example = a;
endfunction

Rules for Using Functions in Verilog

• 시간이 많이 걸리는 구문을 포함할 수 없는 것 등.
  • delay, posedge, wait statements.
  • task를 이용하여 작성해야 함.
• 함수 내에서 task 호출 불가능.
  • 함수 내에서 다른 함수를 호출하는 것은 가능.
• 함수는 즉시 실행. blocking 할당만 사용 가능.
• local 변수 선언, 사용 가능.
• global 변수 엑세스 가능.

Rules for Using Functions in Verilog
하나 이상의 input arguments를 가질 수 있음.
오직 1개의 값만 반환 가능
time consuming constructs 사용 불가 (posegde, wait, delays(#))
task 호출 불가능
다른 function 호출 가능
Non-blocking 할당 사용 불가능
local 변수 선언, 사용 가능
global 변수에 엑세스 가능
return type을 특정하지 않으면 single bit 반환

Verilog Function Example

• 2 input 합계 반환 함수
  • integer 사용
  • 덧셈 연산자 사용

// inline 선언
function integer addition (input integer in_a, in_b);
    addition = in_a + in_b;
endfunction

// inbody 선언
function integer addition;
    input integer in_a;
    input integer in_b;
    begin
        addition = in_a + in_b;
    end
endfunction

Calling a Function in Verilog

• positional association
  • 함수를 호출할 때 parameters를 선언한 순서와 동일한 순서로 함수에 전달.
  • 인수 선언 순서가 매우 중요.

func_out = addition(a, b);

• in_a는 a에 매핑되고, in_b는 b에 매핑.
  • 순서가 중요!!

Automatic Functions in Verilog

• automatic 키워드를 사용하여 함수를 reentrant로 선언할 수 있음.
  • 2001 Sandard에서만 가능.
• Reentrant
  • 함수 내의 변수와 인수가 동적 할당.
  • <-> 일반 함수는 변수와 인수가 정적 할당.
    • 정적 메모리 할당
      • 함수 처리를 수행하는 데 사용되는 모든 메모리는 한번만 할당, 이후 고정
  • 동적 메모리 할당
    • 함수가 호출될 때 마다 메모리를 할당.
    • 함수가 완료되면 메모리 할당 해제
• automatic 키워드를 사용해 재귀 함수를 작성 가능.
  • recursive function
    • 팩토리얼 계산 등.

function automatic integer factorial (input integer a);
    begin
        if (a > 1) begin
            factorial = a * factorial(a - 1);
        end
        else begin
            factorial = 1;
        end
    end
endfunction