Johnson计数器语法错误。意外的标记:生成

Question

我的大学老师要求我实现一个约翰逊计数器和它的测试台，使用一个width<=32 (他称之为N参数)，并且实现必须使用generate/for结构。虽然我已经学习了一些关于约翰逊计数器的知识，但我不知道在这种情况下如何使用generate，并且当我试图运行测试平台时，我遇到了一些错误。到目前为止，我的实现如下：

module johnsonCounter #(parameter N = 32)  
  ( 
    input clk,                
    input rstn,
    output reg [N-1:0] out
  );    

  always @ (posedge clk) begin
    if (!rstn)
      out <= 1;
    else begin
      out[N-1] <= ~out[0];
      generate
        for (int i = 0; i < N-1; i=i+1) begin
          out[i] <= out[i+1];
        end
      endgenerate

    end
  end
endmodule

这是测试平台：

module tb;
  parameter N = 32;
  
  reg clk;
  reg rstn;
  wire [N-1:0] out;
  
  johnsonCounter    u0 (.clk (clk),
                .rstn (rstn),
                .out (out));
  
  always #10 clk = ~clk;
  
  initial begin
    {clk, rstn} <= 0;

    $monitor ("T=%0t out=%b", $time, out);
    repeat (2) @(posedge clk);
    rstn <= 1;
    repeat (15) @(posedge clk);
    $finish;
  end
  
  initial begin
    $dumpvars;
    $dumpfile("dump.vcd");
  end
endmodule

以下是错误：

ERROR VCP2000 "Syntax error. Unexpected token: generate[_GENERATE]. This is a Verilog keyword since IEEE Std 1364-2001 and cannot be used as an identifier. Use -v95 argument for compilation." "design.sv" 13  7
ERROR VCP2020 "begin...end pair(s) mismatch detected. 2 <end> tokens are missing." "design.sv" 17  7
ERROR VCP2020 "module/macromodule...endmodule pair(s) mismatch detected. 1 <endmodule> tokens are missing." "design.sv" 17  7
ERROR VCP2000 "Syntax error. Unexpected token: endgenerate[_ENDGENERATE]. This is a Verilog keyword since IEEE Std 1364-2001 and cannot be used as an identifier. Use -v95 argument for compilation." "design.sv" 17  7

欢迎任何帮助=)

Answer 1

以这种方式使用generate是非法的。

对于您的代码，只需要一个for循环(没有generate)：

  always @ (posedge clk) begin
    if (!rstn)
      out <= 1;
    else begin
      out[N-1] <= ~out[0];
      for (int i = 0; i < N-1; i=i+1) begin
          out[i] <= out[i+1];
      end
    end
  end

有关generate语法，请参阅IEEE标准1800-2017，第27节。生成构造。

Answer 2

我尝试使用generate构造来实现它。我在这方面也是新手，所以如果有人看到任何问题或错误，或者可以提供任何建议来提高性能，我将不胜感激。

关于你的问题，我总是使用generate来实例化几个模块，我认为它使我的代码更清晰，更容易理解。所以我所做的就是定义一个简单的D触发器模块，我将使用它来实例化它。如果你想使用generate，你必须用genvar定义一个迭代变量。此外，您应该在always块之外使用generate (我不知道是否存在可以在always块内使用它的情况)。下面，您可以看到代码。

module ff 
  (
    input clk,
    input rstn,
    input d,
    output reg q,
    output reg qn
  );
  
  always @(posedge clk)
    begin
      if(!rstn)
        begin
          q <= 0;
          qn <= 1;
        end
      else
        begin
          q <= d;
          qn <= ~d;
        end
    end
endmodule

module johnsonCounter #(parameter N = 4)  
  ( 
    input clk,                
    input rstn,
    output [N-1:0] out,
    output [N-1:0] nout
  );    

  genvar i;
  generate
    for (i = 0; i < N-1; i=i+1) begin
      ff flip (.clk(clk), .rstn(rstn), .d(out[i+1]), .q(out[i]), .qn(nout[i]));
    end
  endgenerate
  
  ff lastFlip (.clk(clk), .rstn(clk), .d(nout[0]), .q(out[N-1]), .qn(nout[N-1]));
endmodule

在这里，您也有测试平台。我从您的代码中更改的一件事是dumpfile行。它应该放在dumpvar之前。

module tb;
  parameter N = 4;
  
  reg clk;
  reg rstn;
  wire [N-1:0] out;
  
  johnsonCounter    u0 (.clk (clk),
                .rstn (rstn),
                .out (out));
  
  always #10 clk = ~clk;
  
  initial begin
    {clk, rstn} <= 0;

    $monitor ("T=%0t out=%b", $time, out);
    repeat (2) @(posedge clk);
    rstn <= 1;
    repeat (15) @(posedge clk);
    $finish;
  end
  
  initial begin
    $dumpfile("dump.vcd");
    $dumpvars;
  end
endmodule

这段代码是使用EDA Playground测试的，它工作得很好，但正如我所说的，我不是专家，所以如果有人发现任何错误或有任何建议，欢迎使用。