本系列文章主要針對FPGA初學(xué)者編寫，包括FPGA的模塊書寫、基礎(chǔ)語法、狀態(tài)機(jī)、RAM、UART、SPI、VGA、以及功能驗證等。將每一個知識點作為一個章節(jié)進(jìn)行講解，旨在更快速的提升初學(xué)者在FPGA開發(fā)方面的能力，每一個章節(jié)中都有針對性的代碼書寫以及代碼的講解，可作為讀者參考。

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第十八章：function

function說明語句

function說明語句的用途就是要返回一個值，然后把這個值用在表達(dá)式中。本章講解function任務(wù)的用法。

不同點

任務(wù)和函數(shù)主要的不同點如下：

1、function中不能包含時序控制語句，而task任務(wù)可以包含時序控制語句；

2、function不能調(diào)用task任務(wù)，而task任務(wù)能調(diào)用function語句；

3、function至少要有一個input類型的參數(shù)，不能有output和inout類型的參數(shù)。而task任務(wù)可以沒有參數(shù)，也可以有多個類型的參數(shù)；

4、function返回一個值，而task任務(wù)則不返回值。

5、function只能對輸入值返回一個結(jié)果值，而task可以支持多種用途，可以計算并返回多個結(jié)果值。使用task時，只能通過output和inout類型的參數(shù)把結(jié)果值傳遞回來。

function使用語法

定義任務(wù)的語法：

function<返回值的類型或范圍>(函數(shù)名)；
<端口說明語句>
<變量類型說明語句>

begin
<語句1>

<語句2>

………
end
endfunction

函數(shù)通過關(guān)鍵詞 function 和 endfunction 定義。不允許輸出端口聲明（包括輸出和雙向端口），但可以有多個輸入端口。<返回值的類型或范圍>指定函數(shù)返回值的類型或位寬，是一個可選項，若沒有指定，默認(rèn)缺省值為寬度 1 bit的寄存器數(shù)據(jù)。(函數(shù)名)為所定義函數(shù)的名稱，對函數(shù)的調(diào)用也是通過函數(shù)名完成的，并在函數(shù)結(jié)構(gòu)體內(nèi)部代表一個內(nèi)部變量，函數(shù)調(diào)用的返回值就是通過函數(shù)名變量傳遞給調(diào)用語句。函數(shù)定義在函數(shù)內(nèi)部會隱式定義一個寄存器變量，該寄存器變量和函數(shù)同名并且位寬也一致。函數(shù)通過在函數(shù)定義中對該寄存器的顯式賦值來返回函數(shù)計算結(jié)果。

函數(shù)定義示例

函數(shù)的定義聲明了與函數(shù)同名的，函數(shù)內(nèi)部的寄存器。如在函數(shù)的聲明語句中<返回值的類型或范圍>為默認(rèn)，則這個寄存器是1位的。否則是與函數(shù)定義中<返回值的類型或范圍>一致的寄存器。函數(shù)的定義把函數(shù)返回值所賦值寄存器的名稱初始化與函數(shù)同名的內(nèi)部變量。上述代碼示例定義了一個名為“function_use”的函數(shù)，把輸入a的值低3bit賦給了返回值function_use。需要注意的是在函數(shù)定義時不能包含任何時間控制語句，即不能包含#，@，wait等。

函數(shù)調(diào)用

下面舉例說明function 函數(shù)的定義與如何調(diào)用。

代碼示例

函數(shù)的調(diào)用時通過將函數(shù)作為表達(dá)式中的操作數(shù)來實現(xiàn)的。調(diào)用格式如下：

<函數(shù)名> （<表達(dá)式>，……<表達(dá)式>）

測試代碼如下：

仿真波形如圖所示：

由仿真圖可以看：

1、當(dāng) start 信號變成高電平的時候，state 狀態(tài)由 0 跳變到 1 時，此時調(diào)用 load_data 函數(shù)，把 data_in 的值通過調(diào)用函數(shù)的方式賦給shift_data ，同時狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 2。

2、當(dāng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 2 的時候，此時調(diào)用shift 函數(shù)，把 shift_data 的值通過調(diào)用函數(shù)的方式往左移一位后賦給shift_data ，同時狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 3。

3、當(dāng)狀態(tài)跳到 3 的時候，調(diào)用 load_data 函數(shù)，把 shift_data 的值通過調(diào)用函數(shù)的方式賦值給data_out ，同時狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到 0。

4、最終結(jié)果：

8‘hF0左移1位，data_out=8‘hE0。

8‘hFF左移1位，data_out=8‘hFE。

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