对于inout端口的确切标准是什么，有时inout和输出端口可以在Verilog中互换使用？

Question

在下面的模块中，理想情况下cnt，width＆amp; start应该是inout port，而不是输出端口。

但我尝试将这些端口作为输出端口，但我仍然可以运行它而没有任何错误。那么inout和输出端口可以在Verilog中互换使用吗？

如果不是，那么确切的标准是什么，必须使用inout端口（在这种情况下不能使用输出端口）？

module (clk, rst, cnt, start, width, signal);
  input clk, rst, signal;
  output reg [11:0] cnt, width;
  output reg start;

  always @(posedge clk or negedge rst)
  begin
    if(~rst)
    begin
      cnt <= 0;
      start = 0;
      width <= 'h271;
    end
    else
    begin
      if(signal)
      begin

        width <= (start) ? width : 'h271;
        start = 1;
      end
      cnt <= (start) ? (cnt + 1) : cnt;
    end
  end
endmodule

注意 - 我知道，对于inout端口，我需要修改代码，因为inout端口不能是reg类型。但我在这里只询问只是端口类型。

Answer 1

output和inout端口存在差异：

1. 您无法同时读取和写入inout端口，因此保留'Z进行阅读。

2. inout端口永远不会属于reg类型。它必须是wire类型。

3. 应该有一个信号决定给定的端口是input还是output。

在此模块中，您必须具有w_r信号，其功能如下：

// w_r = 1 => output port
// w_r = 0 => input port
input w_r;    
inout cnt;    
reg write_cnt;    
reg read_cnt;    
// wire read_cnt;    
assign cnt = w_r ? write_cnt : 1'bz;    // driving logic for cnt

// inside some always block
read_cnt <= cnt;
write_cnt <= some_data;

由于inout信号是有线的，因此它必须由连续赋值语句驱动。

参考这一部分：

  

那么inout和输出端口可以在Verilog中互换使用吗？

答案是不鼓励 可互换地使用。因为对于输出端口，您可以单独使用reg类型。

从综合的角度来看，inout端口可以具有三态驱动程序或Mux ，如下所示:(注意，对于综合工具，这个结果可能会有所不同，我不确定大约）：



有关详细信息，请参阅Bidirectional port assignment和Bidirectional I/O Pins论坛问题。

Answer 2

模拟器不关心端口方向。仿真工具总是使模块层次结构变得平坦，重要的是它们可以将两个端口信号连接在一起。它们不检查数据流是否实际沿指定方向流动。遗憾的是，标准所要求的内容以及工具中实现的内容并不总是匹配。

有时，用户会使用＆＃34;工作的代码＆＃34;在一个工具中，但在另一个工具中没有更强的错误检查。用户发现更容易让他们的工具供应商删除错误检查，而不是必须返回并修复他们的代码。一些大多数模拟器已经删除了任何检查以强制执行端口方向。

关于不声明在端口中使用的变量数据类型的规则大部分保持不变，但许多工具允许常量连接到inout端口。

Answer 3

端口方向基本上是Verilog中的建议，并且在SystemVerilog中没有改变。这是一个历史问题，与Verilog XL（第一个Verilog模拟器）端口崩溃的方式有关;基本上，一切都是进不过的。当'95 LRM被写入时，这个现有的行为基本上被记录下来。在1364-2005中，这在12.3.8中显示为

  

声明为输入（输出）但用作输出（输入）或inout的端口可能会被强制转换为inout。如果不   强迫进入，必须发出警告。

在实践中，一切都以inout结束，您可能会或可能不会收到警告。所以，你可以在模拟器中做很多事情，但是linter或者合成器应该为你拾取任何逻辑连接错误（如果它没有，它就没用了）。以下各节中还有其他特定的非方向规则 - input和inout端口必须为net类型，依此类推。