Verilog 中共享任務（task）和函數（function） 的詳細專業培訓，適合具有一定 RTL 編程經驗的工程師深入掌握。

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一、任務（task）與函數（function）的基本區別

特性	task	function
調用方式	可以在過程塊中調用	可以在表達式中調用
返回值	無返回值，通過 output/inout 傳遞	必須有返回值
執行周期	可以包含時間延遲 #、事件 @	不能有任何延遲
并發	可與 fork...join 結合實現并發	只能是順序執行
復雜程度	可用于復雜時序過程控制	通常用于組合邏輯計算（無延遲）

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二、定義規則及語法

1. task 定義與調用

task automatic send_byte;input [7:0] data;begin@(posedge clk);  // 等待時鐘上升沿tx <= data;#10;             // 延遲10時間單位end
endtaskalways @(posedge start) beginsend_byte(8'hA5);
end

• automatic 關鍵字使 task 可重入（重要于并發使用，后面詳細講）。
• 支持 input / output / inout 端口。

2. function 定義與調用

function [7:0] parity;input [7:0] data;beginparity = ^data;  // 位異或end
endfunctionassign even_parity = parity(data_byte);

• 只能用于組合邏輯。
• 不能有 #、@、fork 等時序控制語句。

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三、共享任務和函數的綜合注意事項

? 任務與函數默認是“靜態”的，若多個模塊或并發調用同一個 task/function 而它內部使用了靜態變量，會導致競態！

? 解決方案：

使用 automatic 聲明為可重入，讓每次調用使用獨立棧幀變量。

task automatic process_data;input [7:0] val;integer i;               // 每個調用獨立的 ibeginfor (i = 0; i < 8; i = i + 1)$display("bit[%0d] = %b", i, val[i]);end
endtask

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四、task/function 的高級應用示例

? 1. 復用模塊功能：

function [15:0] sum_with_carry;input [7:0] a, b;input       cin;beginsum_with_carry = a + b + cin;end
endfunctionassign {carry_out, result} = sum_with_carry(a, b, carry_in);

? 2. 仿真測試行為建模（仿真可用，不綜合）：

task automatic check_result;input [7:0] expected, actual;beginif (expected !== actual)$display("Mismatch! Expected: %h, Got: %h", expected, actual);end
endtask

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五、跨模塊共享 task/function 的方式

Verilog 本身不支持模塊之間直接調用 task/function，但可以通過以下幾種方式實現“模塊級共享行為”：

? 方法 1：抽象為 package（SystemVerilog）

package my_util_pkg;function automatic int abs(input int val);return (val < 0) ? -val : val;endfunction
endpackage// 使用：
import my_util_pkg::*;

? 方法 2：用 include 文件統一復用（Verilog 兼容）

創建 utils.vh：

function [3:0] log2;input [31:0] val;beginlog2 = (val <= 1) ? 0 :(val <= 2) ? 1 :(val <= 4) ? 2 :(val <= 8) ? 3 : 4;end
endfunction

模塊中 include：

`include "utils.vh"

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六、設計規范建議

建議內容	理由
所有 task/function 加 automatic	保證并發安全，尤其是仿真或流水設計中
使用函數實現純組合邏輯	可綜合，方便時序分析
使用任務完成帶延時/事件邏輯	適合建模串口、時鐘驅動、通信協議等時序動作
將公共工具抽離為獨立文件/包	提高復用性與項目結構清晰度

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七、綜合與非綜合支持對比

內容	task	function
是否可綜合（用于邏輯實現）	可（無延遲時）	可（純組合）
是否可用于仿真行為建模	可	可
是否可調用時序控制語句	?（#/@）	?
是否能嵌套調用	?	?
是否支持并發	?（自動）	限制較多

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八、實戰中常見誤區與調試建議

誤區 / 問題	解決方案或建議
多處調用任務但未加 automatic，產生交叉干擾	使用 task automatic 修復
在函數中加了 #10 延遲，綜合失敗	函數中禁止延遲語句，只能用于組合邏輯
想通過函數修改外部變量	不允許；用任務或通過輸出參數返回
仿真與綜合行為不一致	task 中的延遲、事件等仿真語句不能綜合，需分清用途

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九、面向 SystemVerilog 的拓展建議（如需使用）

• 使用 class 中的 function / task 進行面向對象封裝
• 支持 pure / virtual / static 方法
• 支持 return 多位向量與結構體