第三章、Verilog高级语法及用法
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verilog中function⽤法_verilog中的function⽤法与例⼦函数的功能和任务的功能类似,但⼆者还存在很⼤的不同。
在 Verilog HDL 语法中也存在函数的定义和调⽤。
1.函数的定义函数通过关键词 function 和 endfunction 定义,不允许输出端⼝声明(包括输出和双向端⼝) ,但可以有多个输⼊端⼝。
函数定义的语法如下:function [range] function_id;input_declarationother_declarationsprocedural_statementendfunction其中,function 语句标志着函数定义结构的开始;[range]参数指定函数返回值的类型或位宽,是⼀个可选项,若没有指定,默认缺省值为 1 ⽐特的寄存器数据;function_id 为所定义函数的名称,对函数的调⽤也是通过函数名完成的,并在函数结构体内部代表⼀个内部变量,函数调⽤的返回值就是通过函数名变量传递给调⽤语句;input_declaration ⽤于对寒暑各个输⼊端⼝的位宽和类型进⾏说明,在函数定义中⾄少要有⼀个输⼊端⼝;endfunction为函数结构体结束标志。
下⾯给出⼀个函数定义实例。
定义函数实例。
function AND;//定义输⼊变量input A, B;//定义函数体beginAND = A && B;endendfunction函数定义在函数内部会隐式定义⼀个寄存器变量, 该寄存器变量和函数同名并且位宽也⼀致。
函数通过在函数定义中对该寄存器的显式赋值来返回函数计算结果。
此外,还有下列⼏点需要注意:(1)函数定义只能在模块中完成,不能出现在过程块中;(2)函数⾄少要有⼀个输⼊端⼝;不能包含输出端⼝和双向端⼝;(3) 在函数结构中, 不能使⽤任何形式的时间控制语句 (#、 wait 等) , 也不能使⽤ disable中⽌语句;(4)函数定义结构体中不能出现过程块语句(always 语句)(这样的话,函数就不能完成时序逻辑,只能做组合逻辑,是这样吗?) ;(5)函数内部可以调⽤函数,但不能调⽤任务。
verilog begin end用法
Verilog中的begin-end语句用于将多个语句组合在一起,形成一个块。
该块中的语句按照从上到下的顺序依次执行。
begin-end语句的语法如下:
```
begin
// 语句1
// 语句2
// ...
// 语句n
end
```
在begin-end语句中,可以使用其他的Verilog语句,比如if 语句、for循环语句、while循环语句等。
例如:
```
always @(posedge clk)
begin
if (reset)
begin
// 初始化操作
end
else
begin
// 处理逻辑
end
end
```
需要注意的是,在Verilog中,begin-end语句并不会创建一个新的作用域。
因此,在一个begin-end语句块中定义的变量,在该块外部仍然是可见的。
如果需要在begin-end块中创建一个新的作用域,可以使用fork-join语句,但是这种方式的效率不高,不建议使用。
总的来说,begin-end语句是Verilog中非常常用的语法结构,可以帮助我们组织代码,提高可读性和可维护性。
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verilog %用法摘要:一、Verilog简介1.Verilog是一种硬件描述语言2.用于描述数字电路和模拟混合信号电路3.被广泛应用于电子设计自动化领域二、Verilog的基本语法与结构1.模块定义2.信号声明3.行为描述4.结构描述三、Verilog的主要关键字1.模块关键字(module)2.信号关键字(wire、reg、integer、real)3.行为关键字(initial、always、assign、deassign)4.结构关键字(begin、end、architecture)四、Verilog的运算符1.算术运算符2.关系运算符3.逻辑运算符4.位运算符五、Verilog的常用函数1.基本数学函数2.逻辑函数3.位运算函数4.字符串处理函数六、Verilog的编码风格与实践1.合理使用注释2.保持代码简洁3.命名规范4.层次化设计正文:Verilog是一种硬件描述语言,被广泛应用于电子设计自动化领域,用于描述数字电路和模拟混合信号电路。
它具有简洁、清晰的语法特点,易于学习和使用。
在Verilog中,模块定义是基本单位,可以包含信号声明、行为描述和结构描述。
模块关键字为`module`,用于定义一个模块实例。
信号关键字包括`wire`(线网)、`reg`(寄存器)、`integer`(整数)和`real`(实数),用于声明信号。
行为关键字有`initial`(初始化)、`always`(always 块)和`assign`(赋值),用于描述模块的行为。
结构关键字`begin`和`end`用于组织代码结构,`architecture`用于描述模块的层次结构。
Verilog中的运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和位运算符。
运算符的使用可以简化代码,提高描述电路的效率。
此外,Verilog还提供了丰富的函数,包括基本数学函数、逻辑函数、位运算函数和字符串处理函数,方便用户进行各种计算和操作。
verilogdefine用法摘要:一、Verilog define 简介1.Verilog define 的基本概念2.Verilog define 的主要作用二、Verilog define 语法与规则1.Verilog define 的语法结构2.Verilog define 的关键字与参数3.Verilog define 的使用规范三、Verilog define 应用实例1.定义基本元件2.定义常用模块3.定义复杂数字电路四、Verilog define 的优势与局限1.Verilog define 的优势2.Verilog define 的局限性正文:Verilog 是一种广泛应用于电子设计自动化(EDA)的硬件描述语言(HDL),它具有强大的功能,可以描述数字电路、模拟电路和混合信号电路。
其中,Verilog define 是Verilog 提供的一种功能强大的宏定义工具,可以方便地定义常用元件、模块和数字电路,提高代码复用性和可读性。
一、Verilog define 简介Verilog define 是Verilog 中一种用于定义宏的功能,它允许用户通过简单的语法定义复杂数字电路,从而简化代码编写过程。
通过Verilog define,用户可以自定义元件、模块和数字电路,使得数字电路设计更加灵活和高效。
二、Verilog define 语法与规则Verilog define 的语法结构如下:````define <宏名> (<参数>)<宏体>`enddefine```其中,`<宏名>` 是用户自定义的宏名,`<参数>` 是可选的参数列表,用于定义宏的属性。
`<宏体>` 是宏的具体内容,可以是任意合法的Verilog 代码。
Verilog define 的关键字主要包括`define`、`enddefine`、`param` 和`generate`。
verillog语法
Verilog是一种硬件描述语言,用于描述数字电路和系统。
以下是Verilog 的基本语法:
1. 注释:Verilog中的注释以“//”开头,一直延续到该行的末尾。
另外,多行注释以“/”开始,以“/”结束。
2. 数字表达方式:在Verilog中,数字的表示方式可以是十进制、八进制或二进制。
例如,8'b表示一个8位的二进制数。
3. 数据类型:Verilog中有四种数据类型,分别是wire(线网型)、reg (寄存器型)、integer(整数型)和parameter(参数型)。
其中,wire 类型用于表示物理连线,reg类型表示数据存储单元。
4. 模块:Verilog中的模块是电路的基本单元,由输入、输出和内部信号组成。
模块的端口用于连接外部信号,内部信号用于描述电路的行为。
5. 语句:Verilog中的语句可以分为赋值语句、控制语句和过程语句。
赋值语句用于给变量赋值,控制语句用于控制流程,过程语句用于描述电路的行为。
6. 任务和函数:Verilog中的任务和函数用于实现特定的功能。
任务和函数的使用可以减少代码的重复,提高代码的可维护性。
7. 系统任务和系统函数:系统任务和系统函数是Verilog提供的用于实现特定系统级功能的任务和函数。
例如,$display系统任务用于在仿真时显示信息。
以上是Verilog的基本语法,当然还有更多的语法和概念需要学习和掌握。
建议查阅相关的Verilog教程或书籍,以深入了解Verilog的语法和用法。
veriloga赋值语法Verilog-A赋值语法Verilog-A是一种常用于模拟电路设计的硬件描述语言,它不仅可以描述电路的结构和行为,还可以进行信号赋值。
本文将介绍Verilog-A中的赋值语法,包括基本赋值、连续赋值和延时赋值。
一、基本赋值在Verilog-A中,基本赋值是最常用的赋值方式,它使用“=”符号将右侧的表达式的值赋给左侧的变量。
例如,我们有一个电路模型,其中包含一个输入电压信号Vin和一个输出电流信号Iout,我们可以使用基本赋值语法将输入电压信号赋给输出电流信号:Iout = Vin;这样,当输入电压信号发生变化时,输出电流信号也会相应地更新。
二、连续赋值连续赋值是一种特殊的赋值方式,它可以将一个或多个信号的值赋给另一个信号。
在Verilog-A中,连续赋值使用“:=”符号。
例如,我们有一个电路模型,其中包含两个输入电压信号Vin1和Vin2,我们可以使用连续赋值语法将这两个信号的和赋给一个输出电流信号Iout:Iout := Vin1 + Vin2;这样,当Vin1或Vin2信号发生变化时,Iout信号会根据新的Vin1和Vin2的值重新计算。
三、延时赋值延时赋值是一种在特定时间后才进行赋值的方式。
在Verilog-A中,延时赋值使用“<=”符号,并指定一个延时时间。
例如,我们有一个电路模型,其中包含一个输入电压信号Vin和一个输出电流信号Iout,我们可以使用延时赋值语法将输入电压信号的值延时1纳秒后赋给输出电流信号:Iout <= #1ns Vin;这样,当输入电压信号发生变化时,输出电流信号会在1纳秒后更新。
四、总结本文介绍了Verilog-A中的赋值语法,包括基本赋值、连续赋值和延时赋值。
基本赋值使用“=”符号,连续赋值使用“:=”符号,延时赋值使用“<=”符号并指定一个延时时间。
这些赋值语法可以帮助我们在Verilog-A中对信号进行赋值操作,实现电路的行为描述和仿真。
第三章、Verilog高级语法及用法 casex和casez语句 锁存器的生成和利用 Verilog HDL 内置元件的例化 用户自定义的module例化 例化中的参数传递 Generate语句 向量的部分选择
casex和casez语句 在上一章中,使用了case语句描述了一个4为输入的二进制数用相应的数字显示到7段数码管上的实例。在这个实例中,仔细考虑din输入情况。如果在din的四个位中出现了高阻态z或者是不定态x的情况,case语句如何执行呢? 从语法角度上讲,case语句在进行敏感表达式和分支值进行比较的时候,每个比较的位都具有4种情况,即:0、1、x、z 四个不同的值,所以如果有分支选项对应的某个位只要不同,该分支就不会执行。而实际上,从物理意义上讲,高阻态相当于从电路中“断开”,所以这样的位实际过程中是不对电路的执行有影响的,作为分支选项应该考虑这种情况;另外,x不定态是我们研究电路的时候不关心的,或者说这个位应该是0或1、或者是Z的其中任何一个,通常在研究过程中这个位对对运算的结果没有影响。例如:假设din是4位,只要din的最高位为1,低3位不管为什么都执行某一条语句的情况。所以,verilog又设计了casez和casex语句来解决这两类现象。 casez和casex的语法格式和case完全一样,只是将case关键字换成了casez或casex。
在casez语句中,如果敏感信号表达式和分支表达式某些位的值(考虑对应二进制的情况下)为高阻态(即z或Z),那么对这些位的比较就会忽略,不予考虑,而只关注其他位的比较结果。 例:
这里“?”是高阻态z的另一种表示形式,它只出现在case语句的分支选项中!有一种错casez(sel) 2'b00:out=2'b01; 2'b1?:out=2'b10; 2'b01:out=2'b11; endcase
casex(敏感信号表达式) 值1: 语句1;//case分支 值2: 语句2; …… 值n: 语句n; default:语句n+1; endcase casez(敏感信号表达式) 值1: 语句1;//case分支 值2: 语句2; …… 值n: 语句n; default:语句n+1; endcase 误的理解方式认为它是不关心态,要注意!即,它只表示z,不表示x。 若sel的电平值为2’b11或者2’b1z或者2’b10或者2’b1x时,系统会输出out=2’b10。注:此casez语句在Quartus II中仿真结果不一定对,请使用专业的Verilog HDL仿真工具如modelsim去验证该语句的正确性。 在casex语句中,如果敏感信号表达式和分支表达式某些位的值(考虑对应二进制的情况下)为高阻态或不定态(即z或x),则在进行敏感信号表达式和分支值比较时,这些位不参与比较(也就是忽略该位),而只关注其他位的比较结果。 例:
当sel端的值为2’b10或者2’b11或者2’b1z或者2’b1x均有out=2'b01;语句成立。 大多数情况下,一般使用casez语句,case语句用的也较少,强烈不推荐使用casex语句。不过需要说明的是,这三个case语句都是可综合的,都能生成RTL电路。引自《ANALYSIS OF CASE STATEMENTS》一文。 casez语句的另一种应用------并行case语句。通过实例来说明。 代码如下:
在这个代码中,如果sel端恰巧是3’b111的情况,那么,a、b和c输出值应该是多少呢?从代码上看,如果sel的高位为高电平的话,a就输出高电平,否则保持初始化值0;同理,当sel的中间位为1的话,b输出1,否则输出初始化值0;当sel的最低位为1的话,c输出1,否则输出0。在接下来的波形仿真验证之前,请准备好自己的答案。先看一下RTL电路:
module parallel_case (sel, a, b, c); input [2:0] sel; output a, b, c; reg a, b, c; always @(sel) begin {a, b, c} = 3'b0; casez (sel) 3'b1??: a = 1'b1; 3'b?1?: b = 1'b1; 3'b??1: c = 1'b1; endcase end endmodule
casex(sel) 2'b1x:out=2'b01; …… endcase IN[2..0]OUT[7..0]DECODER
b~0
ab
cWideOr0
Decoder0sel[2..0]
仿真结果, 从仿真图上我们看出,实际上的输出结果为a高电平,b和c均为低电平。 从语句本身上看,代码的作者想用sel中的每一个位分别控制a、b和c中的各个引脚的输出电平。而实际上只有第一条语句执行了,因为初始化时候a、b、c均为低,而执行后只有第一条语句运行了,很显然,sel为111的时候第一条分支语句满足了,于是第一条语句执行,然后case语句就退出了!它相当于c语言中的每条分支语句后面的break的作用!换句话说,这里的case语句是有优先级的,当第一条分支语句执行后,case语句跳出,后面的语句都不执行了。 如果说不想让case语句具有优先级,可以在case语句的后面加上综合属性,当Quartus II综合的时候会根据综合属性改变其综合后的结果。//synthesis parallel_case 是并行综合属性,它以注释的形式出现在case语句后面,它可以使case语句综合后不在具有优先级,用法见下面代码: 再次综合,看RTL电路图: abcsel[2..0]
这和刚才的RTL视图完全不同,可以看出sel的三个输入分别接到了abc三个输出端上。仿真图如下:
当sel为111时候,abc也都输出了高电平。为其他值时,对应的a、b、c端口也随之变化。 另一个综合属性------full case语句 在case语句(含casez和casex)中,通常使用default选项来对分支选项中没有列举到的敏感信号表达式的值做统一的处理,从功能上看,如果不需要处理的分支值一般来说是我们不需要的功能,可以不写,但对于综合器来说,如果分支选项不全的话,对FPGA/CPLD硬件的资源的使用甚至是性能的使用是有影响的。 以下下通过实例演示说明default选项的作用:
module parallel_case (sel, a, b, c); input [2:0] sel; output a, b, c; reg a, b, c; always @(sel) begin {a, b, c} = 3'b0; casez (sel) //synthesis parallel_case 3'b1??: a = 1'b1; 3'b?1?: b = 1'b1; 3'b??1: c = 1'b1; endcase end endmodule 本代码没有使用default分支项,综合后的RTL视图如下
SEL[1..0]DATA[3..0]OUT
MUXDENAPRECLRQSEL[1..0]
DATA[3..0]OUT
MUX
y
a[3..0]y$latchMux14' h7 --
sel[1..0]Mux01' h0 --
然后加上default语句, 然后再次查看生成的RTL视图, …… begin casez (sel) 2'b00: y = a[0]; 2'b01: y = a[1]; 2'b10: y = a[2]; default:y= 0; endcase ……
module full_case (sel, a, y); input [1:0] sel; input [3:0] a; output reg y; always @(*) begin casez (sel) 2'b00: y = a[0]; 2'b01: y = a[1]; 2'b10: y = a[2]; endcase end endmodule SEL[1..0]DATA[3..0]OUT
MUXy
a[3..0]
Mux01' h0 --sel[1..0]
从语法角度上看,这个case语句实现的是一个多路选择功能,这两个RTL图中也都体现出来了,唯独不同的是,在前一个RTL视图中,还多了一个y$latch!这是一个锁存器。也就是说,当case语句分支选项不全时,综合器会自动生成一个锁存器,一旦敏感表达式不和分支选项值都不同时,电路不会产生新的输出,而是保持上次电路的运行结果。举个例子,假设sel为2’b00,那么y输出的是a[0]的值;而当sel变为2’b11时,由于分支选项没有2’b11,这时候y不会动作,维持之前的a[0]的输出。这个维持就是靠生成的锁存器来决定的。对于带有default语句的,当sel变为2’b11时,执行的是default语句中的结果。 有时候,这种锁存器的功能我们不需要,但是它的产生占用了fpga资源。如果说不想使用default语句,也不想生成锁存器的话,可以采用综合属性full_case来避免锁存器的生成。 full_case用法见下例子,在case语句的后面,以注释形式标注//synthesis full_case即可。
综合后的RTL视图如下: SEL[1..0]DATA[3..0]OUT
MUXy
a[3..0]
sel[1..0]
Mux01' h0 --
module full_case (sel, a, y); input [1:0] sel; input [3:0] a; output reg y; always @(*) begin casez (sel) //synthesis full_case 2'b00: y = a[0]; 2'b01: y = a[1]; 2'b10: y = a[2]; endcase end endmodule