硬件描述语言Verilog_HDL基础新
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硬件描述语言硬件描述语言(HardwareDescriptionLanguage,HDL),是一种特殊的编程语言,旨在帮助设计人员(称作HDL程序员)创建电子系统的软硬件。
它支持现在最先进的电子系统,并能够提供开发方案,以更快地实现目标,更有效地使用更少的资源,并且更稳定地完成任务。
HDL是一种高级程序设计语言,由若干种编程语言构成,其中包括Verilog,VHDL, SystemVerilog等。
HDL语言描述技术主要用于描述单片机或模拟集成电路(IC)中的复杂电路结构和功能。
它以硬件参数、原语和结构描述为基础,能够描述逻辑系统的底层电路,比如门逻辑、触发器、多路选择器、比较器等。
HDL具有许多优点,能够极大地降低电路设计的困难程度,同时简化设计的复杂性和过程,可以提高设计效率和提升最终产品的性能。
HDL提供方便的调试和测试功能,可以支持电路设计过程管理,减少产品设计和开发的工作量。
此外,HDL能够提供标准、可重用的描述,以及可读性好的语法,可以显著简化设计过程。
HDL的另一个重要优点是,它可以帮助HDL程序员创建更复杂、更现代化的电路设计,而不需要编译器和其它复杂的程序设计开发工具。
HDL可以提供电路设计过程中所需的所有功能,包括定义电路功能,输入输出管理,系统级构建,网络结构,状态机控制,信号处理,数据传输等。
它还利用可视化技术以及带有标准和完善的接口,能够更快地识别和定位问题,大大降低了调试产品的时间。
HDL的另一个优点在于,它具有许多可扩展性,无需为每个项目开发新的硬件。
HDL能够有效地管理工厂现有的系统设计,例如将新的硬件模块添加到已有的电路框架中,并且能够有效地利用已有的硬件,尽可能减少更改硬件布局的时间。
当今,HDL已经成为电子行业中最专业化的编程语言,并被广泛应用于微处理器、嵌入式系统、数字信号处理(DSP)、模拟信号处理(ASP)、网络交换、存储器系统,以及其它领域。
HDL在加速设计过程、改善产品质量、减少产品成本方面十分有用,是现今许多企业进行电子产品设计的重要工具。
VerilogHDL语法基础⼀个复杂电路的完整Verilog HDL模型是由若个Verilog HDL 模块构成的,每⼀个模块⼜可以由若⼲个⼦模块构成。
利⽤Verilog HDL语⾔结构所提供的这种功能就可以构造⼀个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的⼤型设计。
每个模块的内容都是嵌在module和endmodule两个语句之间,每个模块实现特定的功能,模块是可以进⾏层次嵌套的。
每个模块⾸先要进⾏端⼝定义.并说明输⼊(input)和输出(output),然后对模块的功能进⾏逻辑描述。
Verilog HDL程序的书写格式⾃由,⼀⾏可以写⼏个语句,⼀个语句也可以分多⾏写。
除了endmodule语句外,每个语句的最后必须有分号。
⼀个模块是由两部分组成的,⼀部分描述接⼝;另⼀部分描述逻辑功能,即定义输⼊是如何影响输出的。
模块(block)的组成Verilog HDL结构完全嵌在module和endmodule声明语句之间,每个Verilog程序包括4个主要部分:端⼝定义,I/O说明,信号类型声明和功能描述。
module<模块名>(<端⼝列表>);端⼝说明(input,output,inout)参数定义(可选)数据类型定义连续赋值语句(assign)过程块(initial 和 always)⾏为描述语句低层模块实例任务和函数延时说明块endmodule模块声明模块声明包括模块名和端⼝列表。
其格式如下:module 模块名(端⼝1,端⼝2,端⼝3,…);模块结束的标志为关键字:endmodule。
端⼝定义input(输⼊端⼝),output(输出端⼝)和inout(双向端⼝)。
格式如下:input 端⼝名1,端⼝名2,………,端⼝名N; //输⼊端⼝output 端⼝名1,端⼝名2,………,端⼝名N; //输出端⼝inout 端⼝名1,端⼝名2,………,端⼝名N; //输⼊输出端⼝也可以写在端⼝声明语句⾥,其格式如下(为了代码的可读性,⼀般不这么写):module module_name(input port1,input port2,…output port1,output port2… );信号类型说明信号可以分为端⼝信号和内部信号;1. 所有信号都必须进⾏数据类型的定义,如寄存器类型(reg等),连线类型(wire等);2. 如果信号没有定义数据类型,则综合器将其默认为wire型;3. 端⼝的位宽最好定义在端⼝定义中,不要放在数据类型定义中;4. 不能将input和inout类型声明为reg型;模块的端⼝表⽰的是模块的输⼊和输出⼝名,也就是说,它与别的模块联系端⼝的标识。
hdl硬件描述语言
HDL是Hardware Description Language的缩写,即硬件描述语言。
它是一种用于描述数字电路的语言,包括了数字电路的功能、结构和行为等方面。
HDL 通常用于设计和模拟数字电路,以帮助工程师更好地理解数字电路的功能和性能,并在设计电路时提供一种有效的工具。
在HDL中,通常使用的是高级语言来描述电路的功能和行为,比如Verilog和VHDL。
这些语言提供了一些强大的特性,如模块化设计、层次结构、波形仿真等,使得电路的设计和测试变得更加高效、方便和准确。
HDL的设计流程通常包括以下几个步骤:首先,需要将所需的电路功能转化为模块化的设计,比如将复杂的电路分解为多个子模块;其次,需要使用HDL语言编写每个模块的描述,包括模块端口定义、内部逻辑和功能描述等;接下来,需要进行波形仿真以验证电路的功能和性能;最后,需要将HDL代码转化为实际的硬件电路,比如使用FPGA或ASIC等技术将代码烧入硬件芯片中。
总之,HDL是一种用于描述数字电路的语言,它可以帮助工程师更好地理解和设计数字电路,提高电路设计和测试的效率和准确性。
Verilog-HDL基础知识第⼆章 Verilog-HDL基础知识1.Verilog-HDL概述1.1 什么是硬件描述语⾔(HDL)HDL:Hardware Description Language硬件描述语⾔HDL是⼀种⽤形式化⽅法描述数字电路和系统的语⾔,可以描述硬件电路的功能、信号连接关系和定时关系。
1.2 使⽤HDL的优点电路的逻辑功能容易理解;便于计算机对逻辑进⾏分析处理;把逻辑设计与具体电路的实现分成两个独⽴的阶段来操作;逻辑设计与实现的⼯艺⽆关;逻辑设计的资源积累可以重复利⽤;可以由多⼈共同更好更快地设计⾮常复杂的逻辑电路(⼏⼗万门以上的逻辑系统)。
1.3 Top_Down设计思想1.4 Verilog-HDL简介1.4.1 Verilog HDL的发展1.4.2 Verilog-HDL与VHDL的⽐较☆ VHDL-VHSIC Hardware Description Language。
VHDL于 1987年成为IEEE标准。
☆ Verilog-HDL简单易学,语法⽐较灵活。
VHDL语法严谨,需要较长的时间学会。
☆ Verilog-HDL在系统抽象⽅⾯⽐VHDL略差,但在门级开关电路描述⽅⾯⽐VHDL强。
1.4.3 Verilog-HDL 的应⽤ASIC和FPGA设计师可⽤它来编写可综合的代码。
描述系统的结构,做⾼层次的仿真。
验证⼯程师编写各种层次的测试模块对具体电路设计⼯程师所设计的模块进⾏全⾯细致的验证。
库模型的设计:可以⽤于描述ASIC 和FPGA的基本单元(Cell)部件,也可以描述复杂的宏单元(Macro Cell)。
1.4.4 Verilog-HDL的抽象级别⽤Verilog-HDL描述的电路设计就是该电路的Verilog HDL模型,这些模型可以是实际电路的不同级别的抽象,这些抽象的级别和它们对应的模型类型共有以下五种:?系统级(system): ⽤⾼级语⾔结构实现设计模块的外部性能的模型。