Verilog 中定义信号为什么要区分 wire 和 reg 两种类型？

本质上为什么要有reg和wire，因为电路需要有记忆性的单元（比如FF）以及无记忆性的单元（比如导线）。

reg a ;
reg b;
always@ （*） begin

if (<condition>)
a = tmp ;
b = a ;

end
在这段代码中a是不会综合出寄存器的，而b却会，原因在于a是中间变量，就是一条线，所以综合出来的不是寄存器，而是一条线。而在condtion不满足的情况下b要保值，所以b会综合成寄存器。绝不是综合工具对代码描述的硬件行为的一种解读。

Verilog作为一门行为描述语言，你可以把每一段程序都理解为“用语言描述一个模块”，而实际上，一个模块的组成无非就是“引脚”+“内部的各种电路”。
有个这种准备之后就好理解wire 和 reg 了。Verilog中，把没有定义类型的信号默认设置为wire，除非特殊声明一次。如：
input[7:0] a, b;
reg [7:0] a;
以上例子，由于“input”就是模块管脚的声明，他有两个管脚a,b，用作输入。而再把a定义成寄存器类型，方便功能定义中进行操作。所以此时a 为reg型 b 为 默认wire 型。
所以说，可以粗略地把wire型理解为“从管脚输入的、原始的信号序列”，他在导体上以电信号的形式流动，而把reg型理解为“用寄存器存着从管脚输入的信号”，因为之后在寄存器中存住的数字信息，才能进行诸如移位、赋值等操作。

很经典的解读：

wire表示直通，即输入有变化，输出马上无条件地反映（如与、非门的简单连接）。

reg表示一定要有触发，输出才会反映输入的状态。

reg相当于存储单元，wire相当于物理连线。reg表示一定要有触发，没有输入的时候可以保持原来的值，但不直接实际的硬件电路对应。

      两者的区别是：寄存器型数据保持最后一次的赋值，而线型数据需要持续的驱动。wire使用在连续赋值语句中，而reg使用在过程赋值语句（initial ，always）中。wire若无驱动器连接，其值为z，reg默认初始值为不定值 x 。

      在连续赋值语句中，表达式右侧的计算结果可以立即更新表达式的左侧。在理解上，相当于一个逻辑之后直接连了一条线，这个逻辑对应于表达式的右侧，而这条线就对应于wire。在过程赋值语句中，表达式右侧的计算结果在某种条件的触发下放到一个变量当中，而这个变量可以声明成reg类型的。根据触发条件的不同，过程赋值语句可以建模不同的硬件结构：如果这个条件是时钟的上升沿或下降沿，那么这个硬件模型就是一个触发器；如果这个条件是某一信号的高电平或低电平，那么这个硬件模型就是一个锁存器；如果这个条件是赋值语句右侧任意操作数的变化，那么这个硬件模型就是一个组合逻辑。

      对组合逻辑输出变量，可以直接用assign。即如果不指定为reg类型，那么就默认为1位wire类型，故无需指定1位wire类型的变量。当然专门指定出wire类型，可能是多位或为使程序易读。wire只能被assign连续赋值，reg只能在initial和always中赋值。

      输入端口可以由wire/reg驱动，但输入端口只能是wire；输出端口可以是wire/reg类型，输出端口只能驱动wire；若输出端口在过程块中赋值则为reg型，若在过程块外赋值则为net型（wire/tri）。用关键词inout声明一个双向端口, inout端口不能声明为reg类型，只能是wire类型。

      默认信号是wire类型，reg类型要申明。这里所说的默认是指输出信号申明成output时为wire。如果是模块内部信号，必须申明成wire或者reg.

      对于always语句而言，赋值要申明成reg，连续赋值assign的时候要用wire。

模块调用时 信号类型确定方法总结如下：

•信号可以分为端口信号和内部信号。出现在端口列表中的信号是端口信号，其它的信号为内部信号。

•对于端口信号，输入端口只能是net类型。输出端口可以是net类型，也可以是register类型。若输出端口在过程块中赋值则为register类型；若在过程块外赋值(包括实例化语句），则为net类型。

•内部信号类型与输出端口相同，可以是net或register类型。判断方法也与输出端口相同。若在过程块中赋值，则为register类型；若在过程块外赋值，则为net类型。

•若信号既需要在过程块中赋值，又需要在过程块外赋值。这种情况是有可能出现的，如决断信号。这时需要一个中间信号转换。

下面所列是常出的错误及相应的错误信息(error message)

•用过程语句给一个net类型的或忘记声明类型的信号赋值。

           信息：illegal …… assignment.

•将实例的输出连接到声明为register类型的信号上。

           信息：<name> has illegal output port specification.

•将模块的输入信号声明为register类型。

           信息：incompatible declaration, <signal name> ……