为什么有负值有符号文字？

Question

这是一个简单的问题，但我之前还没有真正看到答案。在 Verilog（或 SystemVerilog）中，可以声明一个文字并指示使用的位数。一些例子是：

reg [3:0] x = 4'b1101; // (1)
reg [3:0] y = 4'd13;   // (2)

此处声明了寄存器 x 和 y，它们最初具有相同的值。还有一个可以使用的带符号修饰符。使用它的一些例子是：

reg signed [3:0] a = 4'sb0101; // (3)
reg signed [3:0] b = 4'sd5;    // (4)

现在，我的问题是如何使用十进制表示法表示负值。假设我们要将寄存器 c 和 d 初始化为 -3。这个对吗？

reg signed [3:0] c = 4'sb1101; // (5)
reg signed [3:0] d = -4'sd3;   // (6)

以上代码在我当前版本的ActiveHDL中编译运行。对我来说，它似乎在语义上暗示了以下内容：否定数字 0011 的表示（位反转并添加一个）以获得 1101（我想要表示的实际文字）。注意，我们在这里使用了否定运算符。我经常想知道是否有另一种方法可以直接表示数字。我试过 4'sd(-3) ，这对我来说似乎更干净，因为现在宽度和表示值是分离的。但是，这给了我语法错误。我已经在标记为 (6) 的初始化中解决了这个问题，但这仍然回避了问题...

如果指定宽度的文字不能包含负值（没有运算符作用于它们），为什么指定宽度的文字应该有带符号的修饰符？

换句话说，文字 -4'sd3 与文字 -4'd3 相比有何优势（或不同之处）？

替代解决方案：告诉我如何以更好的方式表示负值有符号文字。

Answer 1

您可以使用 4'(-3) 这是将表达式转换为指定宽度 4。

如 LRM 所述，s 修饰符不影响所表示的位模式；只是它的解释。如果你有

就会有所不同

module top;

  reg signed  [5:0] a;
  initial begin
    a = -4;
    $display(a<4'b1101);
    $display(a<4'sb1101);
  end
endmodule

Answer 2

-4'sd3和-4d3都一样。

如果包含 s 指示符，则使用基本格式指定的数字应被视为有符号整数，如果仅使用基本格式，则应被视为无符号整数。

The s designator does not affect the bit pattern specified, only its interpretation. A plus or minus operator preceding the size constant is a unary plus or minus operator. A plus or minus operator between the base format and the number is an illegal syntax.

    8'd-6   // this is illegal syntax
    -4'sd15 // -15, equivalent to -4'd15, or '0001'
    16'sd?  // the same as 16'sbz

为什么有负值有符号文字？

Why have negative-valued signed literals?

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