Verilog HDL 快速排序错误：在终止条件中必须仅使用常量表达式

Question

我正在尝试在 Quartus II 中运行此 Verilog 代码，但因为它不起作用。

module verilog_qs(
    input  wire clk,
    input  wire [10:0] in1, in2, in3, in4, in5, in6, in7, in8, in9, in10,
    output reg  [10:0] out1, out2, out3, out4, out5, out6, out7, out8, out9, out10
);

    reg signed [10:1] data [0:10]; 

    function automatic integer partition;
    input integer l, h;
    integer pivot;
    integer left_wall;
    integer i;
    integer temp;
    begin
        pivot = data[h];
        left_wall = l - 1;
        for (i = l; i < h; i = i + 1)
        begin
            if (data[i] < pivot)
            begin
                left_wall = left_wall + 1;
                temp = data[i];
                data[i] = data[left_wall];
                data[left_wall] = temp;
            end
        end
        temp = data[h];
        data[h] = data[left_wall + 1];
        data[left_wall + 1] = temp;
        partition = left_wall + 1;
    end
endfunction


    function automatic integer qs;
        input integer low, high;
        integer pivot;
        integer stack[0:10]; // Stack to store indices
        integer top;
        integer part_index;
        integer ignored;
        begin
            top = 0;
            stack[top] = low;
            top = top + 1;
            stack[top] = high;

            while (top >= 0)
            begin
                high = stack[top];
                top = top - 1;
                low = stack[top];
                top = top - 1;

                if (low < high)
                begin
                    part_index = partition(low, high);
                    top = top + 1;
                    stack[top] = low;
                    top = top + 1;
                    stack[top] = part_index - 1;
                    top = top + 1;
                    stack[top] = part_index + 1;
                    top = top + 1;
                    stack[top] = high;
                end
            end
            qs = 0;
        end
    endfunction

    integer ignored;

    always @(posedge clk) begin
        data[1] = in1;
        data[2] = in2;
        data[3] = in3;
        data[4] = in4;
        data[5] = in5;
        data[6] = in6;
        data[7] = in7;
        data[8] = in8;
        data[9] = in9;
        data[10] = in10;
        ignored = qs(1, 10);
        out1 = data[1];
        out2 = data[2];
        out3 = data[3];
        out4 = data[4];
        out5 = data[5];
        out6 = data[6];
        out7 = data[7];
        out8 = data[8];
        out9 = data[9];
        out10 = data[10];
    end

endmodule

我尝试使用 while 循环，但这不起作用。

Answer 1

当在代码中递归调用函数并且编译器（在本例中为 RTL 工具）必须展开整个递归调用以便能够从中构建前向传播网表时，就会发生此错误。现在这个错误有两个原因：

1. 由于代码中的某些问题，递归调用将永远不会结束，例如，如果此条件

   low < high

   一直评估为 true，那么递归调用将永远不会结束。
2. 或者递归调用结束但未达到特定的迭代次数。每个工具都有其自己的特定值来将函数/循环展开到特定深度。例如 Vivado 有 2000 次迭代。因此，如果这个数字超过该工具将给出此错误。

您有两种方法，如果您相信递归最终会收敛，则尝试增加迭代次数，或者找出导致无限递归的错误。