Verilog HDL3语言要素
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北京大学Verilog HDL 语言讲义
3.2 运算符及表达式 ..........................................................................................................................11 3.2.1 逻辑运算符 ..........................................................................................................................11 3.2.2 位运算符 ..............................................................................................................................12 3.2.3 移位运算符 ..........................................................................................................................12
二 VERILOG 模块的基本概念............................................................................................................ 4
2.1 模块的结构 ................................................................................................................................... 6 2.1.1 模块声明和端口定义 ........................................................................................................... 6 2.1.2 模块内容 ............................................................................................................................... 6
二 VERILOG 模块的基本概念............................................................................................................ 4
2.1 模块的结构 ................................................................................................................................... 6 2.1.1 模块声明和端口定义 ........................................................................................................... 6 2.1.2 模块内容 ............................................................................................................................... 6
HDL第五章语法与要素
4、关键字 Verilog 系统内部使用的词，关键字用户不可用重定义其它含义。 所有的关键字都是小写字母组成。例如always是关键字，但是 ALWAYS不是关键字。
5. 2 常量
Verilog 中常量主要有三种类型：整数、实数、字符串 5.2.1 整数。 +/-<size>‟<base><value> +/-<二进制位宽>‟<进制><数字序列>
例如：8‟b1001xxxx
8‟b1010zzzz
与 8‟h9x相同
与 8‟haz相同
4）如果没有定义一个整数的位宽，则其宽度为响应数所需的二进制位。 例如：‟o721 // 9位二进制数111010001 „hAF //8位二进制数10101111 5）如果定义的位宽比实际的位数长，则通常左边添0补位，但如果数的 最左边为x或z，则左边添x或z。
wire [ 19:0] addrbus ;
//定义位宽 20位wire型变daddrbus
wire [0:7] a ; // 定义位宽为8位的wire型变量
2）tri型
功能与使用方法与wire型相同，只是为了增加程序的可读性，可更 清楚表示该信号综合后的电路具有三态的功能。 3）supply0 h和supply1型 supply0用于对“地”建模，即低电平0；supply1网用于对电源建 模，即高电平1；例如:
5.3 数据类型
数据类型是用来表示数字电路中的物理连线、数据存储和 传输单元等物理量。 Verilog HDL有下列四种逻辑值状态： 1) 0：低电平、逻辑0或逻辑非（“假”） 2) 1：高电平、逻辑1或“真”
3) x或X：不确定或未知的逻辑状态
数字设计中的Verilog HDL语言基础
数字设计中的Verilog HDL语言基础Verilog HDL语言是数字设计中非常重要的一门编程语言，它被广泛应用于集成电路设计和硬件描述语言。
在数字设计中，Verilog HDL语言被用来描述硬件的行为和结构，使得工程师能够通过编写代码来设计和实现各种数字电路。
Verilog HDL语言具有如下几个基础要素：1. 模块(Module)：Verilog HDL语言中的最基本构建单元就是模块，一个模块可以包含端口、输入、输出、内部信号和行为描述等部分。
模块用来描述数字电路中的一个功能模块或组件，它是实现数字电路的基础。
2. 信号(Signal)：信号是Verilog HDL语言中用来传递信息的基本元素，它可以是输入信号、输出信号或者中间信号。
信号可以是数字类型、整数类型、浮点数类型等，通过信号的传输和逻辑操作来描述整个数字电路的行为。
3. 端口(Port)：端口是模块与外部环境进行通信的接口，它可以是输入端口、输出端口或者双向端口。
端口定义了模块和其他模块或顶层模块之间的信号传输规则，是数字电路的输入输出通道。
4. 运算符(Operator)：Verilog HDL语言中包含了各种运算符，用来对信号进行逻辑运算、算术运算和比较运算等操作。
常见的运算符包括与(&)、或(|)、非(!)、加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、取余(%)等，通过运算符的使用能够实现数字电路中的各种功能。
5. 时钟(Clock)：时钟信号在数字设计中起到非常重要的作用，它用来同步数字电路中的各个组件，确保它们按照时序进行正确的操作。
时钟信号通常是周期性的信号，在数字电路中广泛用于触发、同步和控制各个模块的工作。
通过学习Verilog HDL语言的基础知识，可以帮助我们更好地理解数字设计中的原理和技术，进而能够设计和实现各种复杂的数字电路。
掌握Verilog HDL语言的基础概念和语法规则，是每一位数字设计工程师必备的技能之一。
verilog三段式写法 -回复
verilog三段式写法-回复Verilog是一种硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL），用于硬件设计和验证。
它是一种具有结构化特点的编程语言，广泛应用于数字电路设计、芯片设计和系统级仿真。
在这篇文章中，我们将深入探讨Verilog的三段式写法，以及如何使用它进行硬件设计和验证。
一、Verilog的三段式写法简介Verilog的三段式写法是指使用三个不同的部分来描述硬件设计，即模块声明、端口声明和行为描述。
通过将硬件描述划分为这三个部分，可以使代码更加清晰、易读和易于维护。
1. 模块声明（Module Declaration）：模块声明是Verilog代码的第一部分，用于定义模块的名称和端口列表。
模块是硬件设计的基本单位，一个模块可以包含多个输入端口和输出端口，用于实现特定的功能。
2. 端口声明（Port Declaration）：端口声明是Verilog代码的第二部分，用于定义模块的输入和输出端口。
输入端口用于接收输入信号，输出端口用于产生输出信号。
端口声明中包含了端口的名称、方向（输入或输出）以及数据类型。
3. 行为描述（Behavioral Description）：行为描述是Verilog代码的第三部分，用于描述模块的行为、逻辑和功能。
行为描述可以使用组合逻辑和时序逻辑来实现各种硬件功能。
组合逻辑指的是基于输入信号产生输出信号的逻辑，而时序逻辑则表示基于时钟和状态的逻辑。
二、模块声明模块声明是Verilog代码的第一部分，用于定义模块的名称和端口列表。
模块声明的语法如下所示：module module_name (port_list);输入和输出信号的声明input [n:0] input_signal;output [m:0] output_signal;内部信号的声明wire [p:0] internal_signal;模块行为描述...endmodule在模块声明中，语句`module module_name(port_list);`定义了一个模块的名称和端口列表。
chVerilogHDL语法与要素
3
数据类型与表达式
• Verilog HDL提供了丰富的数据类型，本章把Verilog HDL的数据分为常量和变量两类，并分别介绍其特点和使 用方法。 • 表达式是操作符、操作数和标点符号序列，其目的是用来 说明一个计算过程。程序中的大部分语句是由表达式构成 的，因此表达式是Verilog HDL的重要部分。
12
(3) 字符串型常量
• 字符串常量是由一对双引号括起来的字符序列。出现在双 引号内的任何字符（包括空格和下划线）都将被作为字符 串的一部分。如下例： • "INTERNAL ERROR“ • " R E A C H E D－ > H E R E " 所以是字符串的组成部分 • "12345_6789_0" 以是字符串的组成部分 //空格出现在双引号内，
6.1 Verilog HDL语言要素（注 释 语 句 ）
• Verilog HDL的注释语句有两种形式： • （1）单行注释。用符号“//”表示注释的开始，从这个符号开 始到本行的结束都被认为是注释，而且它只能注释到本行结束。
1
注释语句
• （2）多行注释。以起始符“/*”开始，到终止符“*/”结束， 可以跨越多行，在一对起始符与终止符之间的所有内容都被认 为是注释。
10
(2) 实数型常量
• 在Verilog HDL中，实数就是浮点数，实数的定义方式有 两种：
• （1）十进制格式，由数字和小数点组成（必须有小数 点），例如： • 2.0 • 5.678 • 11572.12 • 0.1 • 2. // 非法：小数点右侧必须有数字
11
• 2）指数格式，由数字和字符e（E）组成，e（E）的前面 必须要有数字而且后面必须为整数， • • • • 例如： 23_5.1e2 //其值为23510.0，忽略下划线 3.6E2 //其值为360.0 ( e与E相同) 5E－4 //其值为0.0005
第5章-Verilog语言要素
5.3.2 Variable型
variable型变量必须放在过程语句（如initial、always）中，通 过过程赋值语句赋值；在always、initial等过程块内被赋值的 信号也必须定义成variable型。 variable型（以前叫register型）是数据存储单元的抽象，但不 能表示真正的硬件，相当于计算机高级语言中的变量。 常用variable型变量：
整数（integer）
Examples:
8'b11000101 //位宽为八位的二进制数11000101
8'hd5
//位宽为八位的十六进制数d5；
5'O27
//5位八进制数
4'D2
//4位十进制数2
4'B1x_01
//4位二进制数1x01
5'Hx
//5位x（扩展的x），即xxxxx
4'hZ
//4位z，即zzzz
assign larger=(a>b);
assign equal=(a==b);
assign less=(a<b);
endmodule
【例5.4】 采用参数定义的二进制计数器
module count_w(en,clk,reset,out);
input clk,reset,en; parameter WIDTH=8;
◆ 整数
◆ 实数
◆ 字符串
整数（integer）
整数按如下方式书写：
+/-<size> '<base><value> 即 +/-<位宽>'<进制><数字> size 为对应二进制数的宽度；base为进制；value是 基于进制的数字序列。 进制有如下4种表示形式： ◆ 二进制（b或B） ◆ 十进制（d或D或缺省） ◆ 十六进制（h或H） ◆ 八进制（o或O）
verilog语法和要素
◆ 科学计数法。例如：
43_5.1e2
//其值为43510.0
9.6E2
//960.0 (e与E相同)
5E-4
//0.0005
实数（Real） 实数转换为整数的方法：四舍五入
42.466,42.45 //转换为整数为42
92.5,92.699 //转换为整数为93
-16.62
//转换为整数为-17
位x（或z），在十六进制中代表4位x（或z），它代表的 宽度取决于所用的进制。 4.如果没有定义一个整数的位宽，其宽度为相应值中的定义 的位数。
整数（integer） 5.如果定义的位宽比实际的位数长，通常在其左边补零。
但如果数最左边一位为x（或z），那么就相应地在左边 补x或z。如果定义的位宽比实际的位数小，裁掉左边的 位。
转义标识符：以“\”开头，以空白符结尾，可以包含任 何字符。比如:\7400 \~#@sel 注意：反斜线和结束空白符不是转义标识符的一部分，所 以标识符“\OutGate”和标识符“OutGate”恒等。
判断下列哪些标识符是合法的，哪些标识符是不合法的？ 30cout ，Cout ，8sum，\a*b，_dada， \wait，initial， $latch，out*
整下数列数（字的in表te示g是e否r正）确？
6’d18
3’ □b001
‘Bx0
4’d-4
5’b0x110
(3+2)’b10
‘da30
10’d2
‘hzF
实数（Real）
实数（Real）有下面两种表示法。 ◆ 十进制表示法。例如：
2.0
0.1
//以上2例是合法的实数表示形式
2.
//非法：小数点两侧都必须有数字
Verilog的基本语言要素
–
科学表示法表示方式：
<尾数><e或E><指数>， 表示： 尾数×10指数
6.3 32e- 4 4.1E3
decimal notation scientific notation for 0.0032 scientific notation for 4100
.12 9. .2e-7
系统任务及函数
$<标识符> • $符号指示这是系统任务和函数 • 系统函数有很多：
编译指令(Compiler Directives)
• 宏编译指令 • 条件编译指令 • 文件包含编译指令 • 时间标度编译指令
宏编译指令- `define、 `undef
宏编译指令`define提供了一种简单的文本替换(substitution)的功能 `define <macro_name> <macro_text>
数值前面加‘+’和‘-’表示数的正负
•
指定位宽的基数格式
<size><’base><value> 其中 size ：指定数的二进制位宽的大小。由十进制数表示。缺省为32位。 ’ base：数基，可为2(b)、8(o)、10(d)、16(h)进制。缺省为10进制 ’b ’o ’d ’h ’sb ’so ’sd ’sh
编译指令(Compiler Directives)
• ( `)符号标识一个编译指令 • 编译指令句末不加； • 这些编译指导使仿真编译器进行一些特殊的操作 • 编译指令对所有被编译的文件都有效，一直保持有效 直到被覆盖或解除，或整个编译结束。 • `resetall 复位所有的编译指令为缺省值，应该在其它 编译指令之前使用
verilog语法和要素
类型 功能 可综合性
reg
integer real time
常用的寄存器型变量
32位带符号整型变量 64位带符号实型变量 64位无符号时间变量
√ √
reg型变量是最常用的一种variable型变量。定义格式
reg型
如下： reg 数据名1，数据名2，……数据名n； reg a,b； //定义了两个reg型变量a，b reg[n-1:0] 数据名1，数据名2，……数据名i； reg[n:1] 数据名1，数据名2，……数据名i； Examples:
关键字（Keywords）
Verilog语言内部已经使用的词称为关键字或保留字，
这些保留字用户不能作为变量或节点名字使用。 关键字都是小写的。比如：AIWAYS（标识符），不是
关键字，它与关键字always是不同的。 附录A和附录B列出了verilog语言中的所有关键字。
5.2 常量
程序运行中，值不能被改变的量称为 常量（constants），Verilog中的常量主 要有如下3种类型：
主要内容
5.1 Verilog语言要素 5.2 常量 5.3 数据类型 5.4 参数 5.5 向量 5.6 运算符
5.1 Verilog语言要素
Verilog 程序由符号流构成，符号包括 空白符（White space） 注释（Comments） 操作符（Operators） 数字（Numbers） 字符串（Strings） 标识符（Identifiers） 关键字（Keywords）等
【例5.3】 采用参数定义的加法器 module add_w(a,b,sum); parameter MSB=15; //参数定义 input[MSB:0] a,b; output[MSB+1:0] sum; assign sum=a+b; endmodule
reg
integer real time
常用的寄存器型变量
32位带符号整型变量 64位带符号实型变量 64位无符号时间变量
√ √
reg型变量是最常用的一种variable型变量。定义格式
reg型
如下： reg 数据名1，数据名2，……数据名n； reg a,b； //定义了两个reg型变量a，b reg[n-1:0] 数据名1，数据名2，……数据名i； reg[n:1] 数据名1，数据名2，……数据名i； Examples:
关键字（Keywords）
Verilog语言内部已经使用的词称为关键字或保留字，
这些保留字用户不能作为变量或节点名字使用。 关键字都是小写的。比如：AIWAYS（标识符），不是
关键字，它与关键字always是不同的。 附录A和附录B列出了verilog语言中的所有关键字。
5.2 常量
程序运行中，值不能被改变的量称为 常量（constants），Verilog中的常量主 要有如下3种类型：
主要内容
5.1 Verilog语言要素 5.2 常量 5.3 数据类型 5.4 参数 5.5 向量 5.6 运算符
5.1 Verilog语言要素
Verilog 程序由符号流构成，符号包括 空白符（White space） 注释（Comments） 操作符（Operators） 数字（Numbers） 字符串（Strings） 标识符（Identifiers） 关键字（Keywords）等
【例5.3】 采用参数定义的加法器 module add_w(a,b,sum); parameter MSB=15; //参数定义 input[MSB:0] a,b; output[MSB+1:0] sum; assign sum=a+b; endmodule
Verilog语言要素
第五章
5.1ZigBee介绍
5.1.1 什么是ZigBee
2. ZigBee特性
2）低成本
2
通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，
按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，
子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约
小配置时只要求他支持38个参数。一个全功能器件可以与
简化功能器件和其他全功能器件通话， 可以按3种方式工
作，分别是个域网协调器、协调器或器件。而简化功能器
第五章
5.1ZigBee介绍
5.1.1 什么是ZigBee
2. ZigBee特性
7 7）高安全 ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能。在数 据传输过程中提供了三级安全性。第一级实际是无安全
第五章
5.1ZigBee介绍
5.1.2 ZigBee的应用
1. 智能家 居
家里可能都有很多电器和电子
设备，如电灯、电视机、冰箱、 洗衣机、电脑、空调等等，可能 还有烟雾感应、报警器和摄像头 等设备，以前我们最多可能就做 到点对点的控制，但如果使用了 ZigBee技术，可以把这些电子电器 设备都联系起来，组成一个网络， 甚至可以通过网关连接到Internet， 这样用户就可以方便的在任何地
空白符和注释
空白符（White space） 空白符包括：空格、tab、换行和换页。空白符使代 码错落有致，阅读起来更方便。在综合时空白符被 忽略。
注释（Comment） ◆ 单行注释：以“//”开始到本行结束 ◆ 多行注释：多行注释以“/*”开始，到“*/”结束
标识符（Identifiers）
标识符（Identifiers）
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字符串是双引号内的字符序列。字符串不能分成多行书写。例如:
用8位ASCII值表示的字符可看作是无符号整数。因此字符串是8位 ASCII值的序列。为存储字符串“INTERNAL ERROR”，变量需要8*14位。
3.7 数据类型
Verilog HDL 有两大类数据类型。
1) 线网类型。net type 表示Verilog结构化元件间的物理连线。它的值由
`undef 指令取消前面定义的宏。
3.5.2 `ifdef、`else 和`endif
这些编译指令用于条件编译，如下所示：
在编译过程中，如果已定义了名字为WINDOWS的文本宏，就选择 第一种参数声明，否则选择第二种参数说明。
3.5.3 `default_nettype
该实例定义的缺省 该指令用于为隐式线网指定线网类型。也就是将那些没有被说明的 的线网为线与类型。因 连线定义线网类型。 此，如果在此指令后面 的任何模块中没有说明 的连线，那么该线网被 假定为线与类型。
如果定义的长度比为常量指定的长度长，通常在左边填0补位。但是
如果数最左边一位为x或z，就相应地用x或z在左边补位。例如：
如果长度定义得更小，那么最左边的位相应地被截断。例如：
3.6.2 实数
实数可以用下列两种形式定义： 1) 十进制计数法；例如
2) 科学计数法； 这种形式的实数举例如下：
3.6.3 字符串
划线。另外，标识符是区分大小写的。以下是标识符的几个例子：
转义标识符(escaped identifier )可以在一条标识符中包含任
何可打印字符。转义标识符以\(反斜线)符号开头，以空白结尾（空 白可以是一个空格、一个制表字符或换行符）。下面例举了几个转 义标识符：
反斜线和结 Verilog HDL定义了一系列保留字，叫做关键词，仅用于某些上下 束空格并不 是转义标识 文中。注意只有小写的关键词才是保留字。例如，标识符always (这是 符的一部分。 个关键词)与标识符ALWAYS(非关键词)是不同的。另外，转义标识符与 关键词并不完全相同。标识符\initial 与标识符initial（这是个关键词） 不同。
• reg
• integer • time • real • realtime 1. reg寄存器类型 寄存器数据类型reg是最常见的数据类型。reg类型使用保留字reg
加以说明，形式如下：
msb和lsb定义了范围，并且均为常数值表达式。范围定义是可选的；
如果没有定义范围，缺省值为1位寄存器。
寄存器可以取任意长度。寄存器中的值通常被解释为无符号数, 例如：
第3章 Verilog的语言要素
本章介绍Verilog HDL的基本要素，包括标识符、注释、
数值、编译程序指令、系统任务和系统函数。另外，本章还
介绍了Verilog硬件描述语言中的两种数据类型。
3.1 标识符
Verilog HDL中的标识符(identifier)可以是任意一组字母、数字、$
符号和_(下划线)符号的组合，但标识符的第一个字符必须是字母或者下
3.5.4 `include
`include编译器指令用于嵌入内嵌文件的内容。文件既可以用相对
路径名定义，也可以用全路径名定义, 例如:
3.5.5 `resetall
编译时，这一行由文 件“ . . / . . / primitives.v” 的内容替代。
该编译器指令将所有的编译指令重新设置为缺省值。 ` resetall
有一种存储器赋值的方法是分别对存储器中的每个字赋值。例如：
为存储器赋值的另一种方法是使用系统任务： 1) $readmemb （加载二进制值） 2) $readmemh（加载十六进制值） 这些系统任务从指定的文本文件中读取数据并加载到存储器。文本 文件必须包含相应的二进制或者十六进制数。例如： 存储器 文件中必须包含二 进制值，也可以包 含空白空间和注释
驱动元件的值决定，例如连续赋值或门的输出。如果没有驱动元件连接
到线网，线网的缺省值为z。 2) 寄存器类型。register type表示一个抽象的数据存储单元，它只能在 always语句和initial语句中被赋值，并且它的值从一个赋值到另一个赋 值被保存下来。寄存器类型的变量具有x的缺省值。
3.7.1 线网类型
例如，该指令使得缺省连线类型为线网类型。
3.5.6 `timescale
在Verilog HDL 模型中，所有时延都用单位时间表述。使用`timescale 编译器指令将时间单位与实际时间相关联。该指令用于定义时延的单位和 时延精度。`timescale编译器指令格式为：
time_unit 和time_precision 由值1、10、和100以及单位s、ms、
在定义向量线网时可选用关键词scalared或vectored。如果一个线 网定义时使用了关键词vectored, 那么就不允许位选择和部分选择该线 网。换句话说，必须对线网整体赋值（位选择和部分选择在下一章中讲
解）。例如:
如果没有定义关键词，缺省值为标量。
3.7.4 寄存器类型
有5种不同的寄存器类型。
3.2 注释
在Verilog HDL中有两种形式的注释。 / *第一种形式:可以扩展至
多行* /
/ /第二种形式:在本行结束。
3.3 格式
Verilog HDL区分大小写。也就是说大小写不同的标识符是不同的。 此外， Verilog HDL是自由格式的，即结构可以跨越多行编写，也可以 在一行内编写。白空（新行、制表符和空格）没有特殊意义。下面通过 实例解释说明。
us、ns、ps和fs组成。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现, 并
且影响后面所有的时延值。例如:
时延分别是5.2ns，6.2ns
在编译过程中， `timescale指
令影响这一编译器指令后面所有模 块中的时延值，直至遇到另一个
时延5.2ns,6.2ns
`timescale指令或`resetall指令。
1. wire和tri线网 用于连接单元的连线是最常见的线网类型。连线与三态线(tri)网 语法和语义一致；三态线可以用于描述多个驱动源驱动同一根线的线
网类型；并且没有其他特殊的意义。
例如，如果第一个右侧 表达式的值为01x, 并且 第二个右测表达式的值 为11z，Cla＝？
两个驱动源的值 （右侧表达式的值）用 Cla＝x1x 于在上表中索引，以便 决定Cla的有效值。
2. 存储器 存储器是一个寄存器数组。存储器使用如下方式说明：
注意存储器属于寄存器数组类型。线网数据类型没有相应的存 储器类型。 单个寄存器说明既能够用于说明寄存器类型，也可以用于说明 存储器类型。
在赋值语句中需要注意如下区别：存储器赋值不能在一条赋值语句 中完成，但是寄存器可以。因此在存储器被赋值时，需要定义一个索引。 RamPar是存储器，是 下例说明它们之间的不同。 16个8位寄存器数组，而 DataReg是8位寄存器。
2. wor和trior线网 线或指如果某个驱动源为1，那么线网的值也为1。线或和三态线 或(trior)在语法和功能上是一致的。
3. wand和triand线网 线与(wand)网指如果某个驱动源为0，那么线网的值为0。线与和 三态线与(triand)网在语法和功能上是一致的。
4. trireg线网 此线网存储数值（类似于寄存器），并且用于电容节点的建模。 当三态寄存器(trireg)的所有驱动源都处于高阻态，也就是说，值为z 时，三态寄存器线网保存作用在线网上的最后一个值。此外，三态寄
3.4 系统任务和函数
以$字符开始的标识符表示系统任务或系统函数。任务提供了一种封 装行为的机制。这种机制可在设计的不同部分被调用。任务可以返回0个 或多个值。函数除只能返回一个值以外与任务相同。此外，函数在0时刻
执行，即不允许延迟，而任务可以带有延迟。
3.5 编译指令
以`（反引号）开始的某些标识符是编译器指令。在Verilog 语言编译 时，特定的编译器指令在整个编译过程中有效（编译过程可跨越多个文
3. Integer寄存器类型 整数寄存器包含整数值。整数寄存器可以作为普通寄存器使用，
典型应用为高层次行为建模。使用整数型说明形式如下：
msb和lsb是定义整数数组界限的常量表达式，数组界限的定义是可 选的。注意容许无位界限的情况。一个整数最少容纳32位。但是具体实 现可提供更多的位。下面是整数说明的实例。
件），直到遇到其它的不同编译程序指令。完整的标准编译器指令如下:
3.5.1 `define和`undef
`define指令用于文本替换，它很像C语言中的#define 指令，如:
一旦`define 指令被编译，其在整个编译过程中都有效。例如，通
过另一个文件中的`define指令，MAX_BUS_SIZE 能被多个文件使用。
3.7.2 未说明的线网
在Verilog HDL中，有可能不必声明某种线网类型。在这样的情况 下，缺省线网类型为1位线网。 可以使用`default_nettype编译器指令改变这一隐式线网说明方式。 使用方法如下：
例如，带有下列编译器指令：
任何未被说明的网缺省为1位线与网。
3.7.3 向量和标量线网
当一个设计中的多个模块带有自身 的`timescale编译指令时将发生什 么？在这种情况下，模拟器总是定 位在所有模块的最小时延精度上， 并且所有时延都相应地换算为最小 时延精度。例如，
精度是100ps
时延52ns,104ns,150ns
3.5.7 `unconnected_drive和`nounconnected_drive
3.5.8 `celldefine 和`endcelldefine
这两个程序指令用于将模块标记为单元模块。它们表示包含模块定 义，如下例所示：
3.6 值集合
用8位ASCII值表示的字符可看作是无符号整数。因此字符串是8位 ASCII值的序列。为存储字符串“INTERNAL ERROR”，变量需要8*14位。
3.7 数据类型
Verilog HDL 有两大类数据类型。
1) 线网类型。net type 表示Verilog结构化元件间的物理连线。它的值由
`undef 指令取消前面定义的宏。
3.5.2 `ifdef、`else 和`endif
这些编译指令用于条件编译，如下所示：
在编译过程中，如果已定义了名字为WINDOWS的文本宏，就选择 第一种参数声明，否则选择第二种参数说明。
3.5.3 `default_nettype
该实例定义的缺省 该指令用于为隐式线网指定线网类型。也就是将那些没有被说明的 的线网为线与类型。因 连线定义线网类型。 此，如果在此指令后面 的任何模块中没有说明 的连线，那么该线网被 假定为线与类型。
如果定义的长度比为常量指定的长度长，通常在左边填0补位。但是
如果数最左边一位为x或z，就相应地用x或z在左边补位。例如：
如果长度定义得更小，那么最左边的位相应地被截断。例如：
3.6.2 实数
实数可以用下列两种形式定义： 1) 十进制计数法；例如
2) 科学计数法； 这种形式的实数举例如下：
3.6.3 字符串
划线。另外，标识符是区分大小写的。以下是标识符的几个例子：
转义标识符(escaped identifier )可以在一条标识符中包含任
何可打印字符。转义标识符以\(反斜线)符号开头，以空白结尾（空 白可以是一个空格、一个制表字符或换行符）。下面例举了几个转 义标识符：
反斜线和结 Verilog HDL定义了一系列保留字，叫做关键词，仅用于某些上下 束空格并不 是转义标识 文中。注意只有小写的关键词才是保留字。例如，标识符always (这是 符的一部分。 个关键词)与标识符ALWAYS(非关键词)是不同的。另外，转义标识符与 关键词并不完全相同。标识符\initial 与标识符initial（这是个关键词） 不同。
• reg
• integer • time • real • realtime 1. reg寄存器类型 寄存器数据类型reg是最常见的数据类型。reg类型使用保留字reg
加以说明，形式如下：
msb和lsb定义了范围，并且均为常数值表达式。范围定义是可选的；
如果没有定义范围，缺省值为1位寄存器。
寄存器可以取任意长度。寄存器中的值通常被解释为无符号数, 例如：
第3章 Verilog的语言要素
本章介绍Verilog HDL的基本要素，包括标识符、注释、
数值、编译程序指令、系统任务和系统函数。另外，本章还
介绍了Verilog硬件描述语言中的两种数据类型。
3.1 标识符
Verilog HDL中的标识符(identifier)可以是任意一组字母、数字、$
符号和_(下划线)符号的组合，但标识符的第一个字符必须是字母或者下
3.5.4 `include
`include编译器指令用于嵌入内嵌文件的内容。文件既可以用相对
路径名定义，也可以用全路径名定义, 例如:
3.5.5 `resetall
编译时，这一行由文 件“ . . / . . / primitives.v” 的内容替代。
该编译器指令将所有的编译指令重新设置为缺省值。 ` resetall
有一种存储器赋值的方法是分别对存储器中的每个字赋值。例如：
为存储器赋值的另一种方法是使用系统任务： 1) $readmemb （加载二进制值） 2) $readmemh（加载十六进制值） 这些系统任务从指定的文本文件中读取数据并加载到存储器。文本 文件必须包含相应的二进制或者十六进制数。例如： 存储器 文件中必须包含二 进制值，也可以包 含空白空间和注释
驱动元件的值决定，例如连续赋值或门的输出。如果没有驱动元件连接
到线网，线网的缺省值为z。 2) 寄存器类型。register type表示一个抽象的数据存储单元，它只能在 always语句和initial语句中被赋值，并且它的值从一个赋值到另一个赋 值被保存下来。寄存器类型的变量具有x的缺省值。
3.7.1 线网类型
例如，该指令使得缺省连线类型为线网类型。
3.5.6 `timescale
在Verilog HDL 模型中，所有时延都用单位时间表述。使用`timescale 编译器指令将时间单位与实际时间相关联。该指令用于定义时延的单位和 时延精度。`timescale编译器指令格式为：
time_unit 和time_precision 由值1、10、和100以及单位s、ms、
在定义向量线网时可选用关键词scalared或vectored。如果一个线 网定义时使用了关键词vectored, 那么就不允许位选择和部分选择该线 网。换句话说，必须对线网整体赋值（位选择和部分选择在下一章中讲
解）。例如:
如果没有定义关键词，缺省值为标量。
3.7.4 寄存器类型
有5种不同的寄存器类型。
3.2 注释
在Verilog HDL中有两种形式的注释。 / *第一种形式:可以扩展至
多行* /
/ /第二种形式:在本行结束。
3.3 格式
Verilog HDL区分大小写。也就是说大小写不同的标识符是不同的。 此外， Verilog HDL是自由格式的，即结构可以跨越多行编写，也可以 在一行内编写。白空（新行、制表符和空格）没有特殊意义。下面通过 实例解释说明。
us、ns、ps和fs组成。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现, 并
且影响后面所有的时延值。例如:
时延分别是5.2ns，6.2ns
在编译过程中， `timescale指
令影响这一编译器指令后面所有模 块中的时延值，直至遇到另一个
时延5.2ns,6.2ns
`timescale指令或`resetall指令。
1. wire和tri线网 用于连接单元的连线是最常见的线网类型。连线与三态线(tri)网 语法和语义一致；三态线可以用于描述多个驱动源驱动同一根线的线
网类型；并且没有其他特殊的意义。
例如，如果第一个右侧 表达式的值为01x, 并且 第二个右测表达式的值 为11z，Cla＝？
两个驱动源的值 （右侧表达式的值）用 Cla＝x1x 于在上表中索引，以便 决定Cla的有效值。
2. 存储器 存储器是一个寄存器数组。存储器使用如下方式说明：
注意存储器属于寄存器数组类型。线网数据类型没有相应的存 储器类型。 单个寄存器说明既能够用于说明寄存器类型，也可以用于说明 存储器类型。
在赋值语句中需要注意如下区别：存储器赋值不能在一条赋值语句 中完成，但是寄存器可以。因此在存储器被赋值时，需要定义一个索引。 RamPar是存储器，是 下例说明它们之间的不同。 16个8位寄存器数组，而 DataReg是8位寄存器。
2. wor和trior线网 线或指如果某个驱动源为1，那么线网的值也为1。线或和三态线 或(trior)在语法和功能上是一致的。
3. wand和triand线网 线与(wand)网指如果某个驱动源为0，那么线网的值为0。线与和 三态线与(triand)网在语法和功能上是一致的。
4. trireg线网 此线网存储数值（类似于寄存器），并且用于电容节点的建模。 当三态寄存器(trireg)的所有驱动源都处于高阻态，也就是说，值为z 时，三态寄存器线网保存作用在线网上的最后一个值。此外，三态寄
3.4 系统任务和函数
以$字符开始的标识符表示系统任务或系统函数。任务提供了一种封 装行为的机制。这种机制可在设计的不同部分被调用。任务可以返回0个 或多个值。函数除只能返回一个值以外与任务相同。此外，函数在0时刻
执行，即不允许延迟，而任务可以带有延迟。
3.5 编译指令
以`（反引号）开始的某些标识符是编译器指令。在Verilog 语言编译 时，特定的编译器指令在整个编译过程中有效（编译过程可跨越多个文
3. Integer寄存器类型 整数寄存器包含整数值。整数寄存器可以作为普通寄存器使用，
典型应用为高层次行为建模。使用整数型说明形式如下：
msb和lsb是定义整数数组界限的常量表达式，数组界限的定义是可 选的。注意容许无位界限的情况。一个整数最少容纳32位。但是具体实 现可提供更多的位。下面是整数说明的实例。
件），直到遇到其它的不同编译程序指令。完整的标准编译器指令如下:
3.5.1 `define和`undef
`define指令用于文本替换，它很像C语言中的#define 指令，如:
一旦`define 指令被编译，其在整个编译过程中都有效。例如，通
过另一个文件中的`define指令，MAX_BUS_SIZE 能被多个文件使用。
3.7.2 未说明的线网
在Verilog HDL中，有可能不必声明某种线网类型。在这样的情况 下，缺省线网类型为1位线网。 可以使用`default_nettype编译器指令改变这一隐式线网说明方式。 使用方法如下：
例如，带有下列编译器指令：
任何未被说明的网缺省为1位线与网。
3.7.3 向量和标量线网
当一个设计中的多个模块带有自身 的`timescale编译指令时将发生什 么？在这种情况下，模拟器总是定 位在所有模块的最小时延精度上， 并且所有时延都相应地换算为最小 时延精度。例如，
精度是100ps
时延52ns,104ns,150ns
3.5.7 `unconnected_drive和`nounconnected_drive
3.5.8 `celldefine 和`endcelldefine
这两个程序指令用于将模块标记为单元模块。它们表示包含模块定 义，如下例所示：
3.6 值集合