(原创)defparam的应用(Verilog，CPLD/FPGA)

1.Abstract

    在同一个模块被多次例化的时候，改变参数构建不同的硬件实体是一个很好的选择。特别是今天帮一个朋友调试一个比较复杂的逻辑，深有体会。这个也是一个小技巧，回来也查了许多资料，强化了一下这方面的知识。前几天也做了一个这样的例子，可以拿过来作为验证一下。

2.Content

  2.1 语法说明

    defparam 的语法说明如下：

    defparam ParameterName = Constant Expression,

    ParameterName = ConstantExpression;

    使用范围：module < Valid Place > endmodule

    综合问题：一般情况下是不可综合的。

  2.2 使用说明

    跟其他的赋值语句是一样的，这里值得说明一下的是 ParameterName 这个表达式。直接在本模块中的参数，直接写名字就可以了，前提是这个名字已经存在。例如：最开始想用12小时制来表示 paramter TIME = 12; 某个情况下，需要改成24小时制，可以用 defparam TIME = 24; 实现。改变已经例化后的模块中的参数，就得需要明确写出了，用英文小数点（.）表示层次逻辑关系。比如，在M0子模块中有一个TIME参数，预先在设计之前是使用的是12小时制，现在想在主模块中将它更改至24小时制，就可以用 defparam M0.TIME = 24; 就可以了。最后值得注明的一点是 默认是使用的无符号整数型，某些场合需要对它进行位宽限制，以避免因位宽导致的问题（不过，这样的问题在编译的时候，编译器会友善的给出警告提示）。

  2.3 实际验证

    一种较好的测试方法就是先用原理图编辑好文件，然后让系统自动地将原理图文件转换成为Verilog文件，通过对比最后的生成结果来对比就很容易理解了。

    拿以前的那个超级流水灯作为测试（http://www.cnblogs.com/hechengfei/p/4115087.html）。将所有的文件都生成各自对应的符号文件，然后再在顶层block块将各个模块手工的连接起来，修改每个子呼吸灯的下降时间DN_TIME参，使它们不相同，以便在后边的文件生成测试。

FIG2.1 顶层block块

    编译通过以后，用RTL视图看看计算机的连线是否和预期的一样。

FIG2.2 综合后的RTL视图

    可以知道，这个是和预期的相同，只是最后的输出引脚不是总线方式罢了，这个原因是因为在原理图中没有将它作为一个总线看待，功能是和原来的一样。当然，为了更加可靠一些，我把最后的文件烧录在FPGA板中，观察实际的现象。

    最后就是将这个原理图文件转换成Verilog文件。看看软件将这些参数是怎样与模块设置的参数一一对应的。

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module breath(
    CLK,
    RST,
    LED3,
    LED2,
    LED1,
    LED0
);


input    CLK;
input    RST;
output    LED3;
output    LED2;
output    LED1;
output    LED0;

wire    SYNTHESIZED_WIRE_0;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_1;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_2;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_3;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_4;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_5;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_6;
wire    SYNTHESIZED_WIRE_7;





breath_led    b2v_inst(
    .CLK(CLK),
    .RST(SYNTHESIZED_WIRE_0),
    .LED(LED0),
    .S_END(SYNTHESIZED_WIRE_3));
    defparam    b2v_inst.CLK_50M = 50000000;
    defparam    b2v_inst.DN_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst.H2_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst.HD_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst.S0 = 2'b00;
    defparam    b2v_inst.S1 = 2'b01;
    defparam    b2v_inst.S2 = 2'b10;
    defparam    b2v_inst.S3 = 2'b11;
    defparam    b2v_inst.UP_TIME = 1;


breath_led    b2v_inst1(
    .CLK(CLK),
    .RST(SYNTHESIZED_WIRE_1),
    .LED(LED1),
    .S_END(SYNTHESIZED_WIRE_4));
    defparam    b2v_inst1.CLK_50M = 50000000;
    defparam    b2v_inst1.DN_TIME = 2;
    defparam    b2v_inst1.H2_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst1.HD_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst1.S0 = 2'b00;
    defparam    b2v_inst1.S1 = 2'b01;
    defparam    b2v_inst1.S2 = 2'b10;
    defparam    b2v_inst1.S3 = 2'b11;
    defparam    b2v_inst1.UP_TIME = 1;


breath_led    b2v_inst2(
    .CLK(CLK),
    .RST(SYNTHESIZED_WIRE_2),
    .LED(LED2),
    .S_END(SYNTHESIZED_WIRE_5));
    defparam    b2v_inst2.CLK_50M = 50000000;
    defparam    b2v_inst2.DN_TIME = 3;
    defparam    b2v_inst2.H2_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst2.HD_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst2.S0 = 2'b00;
    defparam    b2v_inst2.S1 = 2'b01;
    defparam    b2v_inst2.S2 = 2'b10;
    defparam    b2v_inst2.S3 = 2'b11;
    defparam    b2v_inst2.UP_TIME = 1;


breath_state    b2v_inst3(
    .S_END0(SYNTHESIZED_WIRE_3),
    .S_END1(SYNTHESIZED_WIRE_4),
    .S_END2(SYNTHESIZED_WIRE_5),
    .S_END3(SYNTHESIZED_WIRE_6),
    .CLK(CLK),
    .RST(RST),
    .RST_LED0(SYNTHESIZED_WIRE_0),
    .RST_LED1(SYNTHESIZED_WIRE_1),
    .RST_LED2(SYNTHESIZED_WIRE_2),
    .RST_LED3(SYNTHESIZED_WIRE_7));
    defparam    b2v_inst3.S0 = 3'b000;
    defparam    b2v_inst3.S1 = 3'b001;
    defparam    b2v_inst3.S2 = 3'b010;
    defparam    b2v_inst3.S3 = 3'b011;
    defparam    b2v_inst3.S4 = 3'b100;
    defparam    b2v_inst3.S5 = 3'b101;
    defparam    b2v_inst3.S6 = 3'b110;
    defparam    b2v_inst3.S7 = 3'b111;


breath_led    b2v_inst4(
    .CLK(CLK),
    .RST(SYNTHESIZED_WIRE_7),
    .LED(LED3),
    .S_END(SYNTHESIZED_WIRE_6));
    defparam    b2v_inst4.CLK_50M = 50000000;
    defparam    b2v_inst4.DN_TIME = 4;
    defparam    b2v_inst4.H2_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst4.HD_TIME = 1;
    defparam    b2v_inst4.S0 = 2'b00;
    defparam    b2v_inst4.S1 = 2'b01;
    defparam    b2v_inst4.S2 = 2'b10;
    defparam    b2v_inst4.S3 = 2'b11;
    defparam    b2v_inst4.UP_TIME = 1;


endmodule

    可以看出，除去defparam的语句部分，其他的就跟原来的差不多了。可以得出的结论是原理图的参数设置就是通过defparam语句对应的。

    这样，在以后遇到需要改变参数的文件，就可以考虑使用 defparam 了。补充一点的就是为了使逻辑更加的通用，将电路的一些参数进行仔细分析，然后将那些可变的参数提取出来，用 paramter 的方式声明一下，然后使用。

3.Conclusion

    defparam 对一些需要电路相同，而参数不尽相同的逻辑设计很有帮助，将它作为一个小知识点掌握和累积起来。

4.Reference

[1] Verilog 数字系统设计教程（第二版） 夏宇闻

5.Platform

1). Quartus II Version 9.1 Build 222