模組、埠與例項：把連線當作契約

模組邊界不是時脈邊界

模組組織埠和內部邏輯。例項化不會自動建立暫存器或增加一拍。串聯的組合模組仍是組合路徑，物理延遲相加；時脈暫存器才是明確的儲存邊界。埠契約要寫方向、位元寬度、符號、驅動來源和有效時刻，具名連線無需記憶位置順序。

module select_word #(parameter integer W = 8) (
  input  logic [W-1:0] a, b,
  input  logic         select_b,
  output logic [W-1:0] y
);
  assign y = select_b ? b : a;
endmodule

module choose_and_increment (
  input  logic [7:0] a, b,
  input  logic       select_b,
  output logic [8:0] result
);
  logic [7:0] chosen;
  select_word #(.W(8)) select_u (
    .a(a), .b(b), .select_b(select_b), .y(chosen)
  );
  assign result = {1'b0, chosen} + 9'd1;
endmodule

select_word 是模組型別，select_u 是例項名。.a(a) 把子模組 a 埠連到父模組 a 訊號。.W(8) 在展開設計時確定，不是執行時埠值。

檢查連線的兩端

chosen 只有子模組 y 一個驅動來源，父模組讀取它。不要再在父模組其他過程中賦值；logic 不允許衝突驅動。result 是 9 位，因為 255+1=256，先透過連線操作擴展 chosen 再加。a=255,b=9 時 select_b=0 得 256，select_b=1 得 10；縮到 8 位會丟掉第一種結果的進位。

層次、檔案與 top

兩個定義可放同一或不同檔案，但編譯器必須收到全部檔案。top 是 choose_and_increment；選擇 select_word 會測試不同的邊界。遺漏子模組定義是檔案清單問題，不證明埠邏輯錯誤。位置連線在埠清單改變時可能悄悄改變含義。未連線輸入不是有意的 0；明確連線常量或註明未用輸出，並檢查診斷。也要追蹤層次內訊號，避免無儲存的組合反饋環，模組邊界不會自動切斷環。

練習：獨立驗證組合

(a,b,select_b)=(0,255,0),(0,255,1),(255,0,0),(255,0,1) 的期望依次是 1,256,256,1。對兩種 select 分別遍歷所選輸入的 256 個值，未選輸入要不同，避免相同輸入掩蓋反選錯誤。

參考模型獨立選擇 a 或 b 的整數值，加 1 後在組合路徑穩定時比較 9 位結果。不要讀取 DUT 內部 chosen，否則會共享錯誤選擇。最後嘗試加輸出暫存器，明確重置是否同步、結果何時有效、對應哪個輸入時脈邊緣；算術不變也會改變時間契約。