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数字系统设计与VerilogHDL (12)[15页]

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数字设计中的Verilog HDL语言基础

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。

精品课件-Verilog HDL数字系统设计-Verilog HDL数字系统设计-第1章

精品课件-Verilog HDL数字系统设计-Verilog HDL数字系统设计-第1章

编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为ASIC领域中的 一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服 了原有可编程器件门电路有限的缺点。
第1章 概 述
26
如前所述，FPGA是由存放在片内的RAM来设置其工作状态的， 因此工作时需要对片内RAM进行编程。用户可根据不同的配置模 式，采用不同的编程方式。FPGA有如下几种配置模式：
第1章 概 述
1
第1章 概
述
1.1 EDA技术简介 1.2 可编程器件 1.3 Verilog HDL简介
第1章 概 述
2
1.1 EDA技术简介
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设 计自动化(EDA，Electronic Design Automation)技术。所谓 EDA技术，就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上， 对以硬件描述语言(HDL，Hardware Description Language)为 系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地进行逻辑编译、化 简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实 现既定的电子线路系统功能。
6．目标器件的编程/下载 7．硬件仿真与测试
第1章 概 述
18
1.2 可 编 程 器 件
1.2.1 可编程逻辑器件概述 随着数字电路的普及，传统的定制数字集成电路器件已满
足不了应用的需求，可编程逻辑器件(PLD)应运而生，并逐渐地 成为主流产品。PLD与传统定制器件的主要区别是它的可编程性， 它的逻辑功能是由用户设计的，并且一般都可重复编程和擦除， 即PLD是能够为客户提供范围广泛的多种逻辑能力、特性、速度 和电压特性的标准成品部件，而且此类器件的功能可在任何时 间修改，从而实现多种不同的功能。对于可编程逻辑器件，设 计人员可利用价格低廉的软件工具快速开发、仿真和测试其设 计。

Verilog HDL数字设计实训教程第1章 Verilog HDL数字设计实训基础

Verilog HDL数字设计实训教程第1章 Verilog HDL数字设计实训基础

图1-2 按键电路连接图和管脚对应图
1.1 实训平台
4个LED灯:
图1-3 LED电路连接图和管脚对应图
1.1 实训平台
2个数码管:
图1-4 数码管电路连接图和管脚对应图
1块液晶:
1.1 实训平台
图1-5 液晶电路连接图和管脚对应图
1个UART:
1.1 实训平台
图1-6 UART电路连接图和管脚对应图
if(p==N-1) begin p=0; clk_p=~clk_p; end else p=p+1; end always @(negedge clk) begin
if(q==N-1) q=0; else q=q+1;
if(p==(N-1)/2) clk_q=~clk_q; end assign clk_N=clk_p^clk_q; endmodule
图1-39 设置USB硬件端口
QuartusII设计流程
5．引脚锁定和硬件验证
图1-40 下载界面
QuartusII设计流程
5．引脚锁定和硬件验证
图1-41 选择下载文件
QuartusII设计流程
5．引脚锁定和硬件验证
图1-42 led灯闪烁的效果
1.3 分频器设计
分频器电路是非常有用的一种电路， 分频的方法很多，最常见的是利用加 法计数器对时钟信号进行分频。
begin if(p==N/2-1) begin p=0; clk_N=~clk_N; end else p=p+1;
end endmodule
图1-44 任意偶数分频仿真波形
1.3 分频器设计
【例1-5】 可设置参数的任意整数分频器：占空比可变。 module divf_parameter(rst,clk,en,clkout); input rst,clk,en; output clkout; integer temp; //最大值为2的32次方 parameter N=7,M=3; //N为分频系数,M/N为占空比 always @(posedge clk)

数字系统设计与Verilog HDL

数字系统设计与Verilog HDL

数字系统设计与Verilog HDL（复习）EDA（Electronic Design Automation）就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以PLD器件或者ASIC专用集成电路为目标器件设计实现电路系统的一种技术。

1．电子CAD（Computer Aided Design）2．电子CAE（Computer Aided Engineering）3．EDA（Electronic Design Automation）EDA技术及其发展p2EDA技术的应用范畴1.3 数字系统设计的流程基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程1. 原理图输入(Schematic diagrams )2、硬件描述语言 (HDL文本输入)设计输入硬件描述语言与软件编程语言有本质的区别综合（Synthesis）将较高层次的设计描述自动转化为较低层次描述的过程◆行为综合：从算法表示、行为描述转换到寄存器传输级（RTL）◆逻辑综合：RTL级描述转换到逻辑门级（包括触发器）◆版图综合或结构综合：从逻辑门表示转换到版图表示，或转换到PLD器件的配置网表表示综合器是能自动实现上述转换的软件工具，是能将原理图或HDL语言描述的电路功能转化为具体电路网表的工具适配适配器也称为结构综合器，它的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件中，并产生最终的可下载文件对CPLD器件而言，产生熔丝图文件，即JEDEC文件；对FPGA器件则产生Bitstream 位流数据文件p8仿真（Simulation）功能仿真（Function Simulation）时序仿真（Timing Simulation）仿真是对所设计电路的功能的验证p9编程（Program）把适配后生成的编程文件装入到PLD器件中的过程，或称为下载。

通常将对基于EEPROM工艺的非易失结构PLD器件的下载称为编程（Program），将基于SRAM 工艺结构的PLD器件的下载称为配置（Configure）。

VerilogHDL数字系统设计技巧精品PPT课件

VerilogHDL数字系统设计技巧精品PPT课件
module clk ( o_clk, i_clk, rst_n );
output o_clk； input i_clk； input rst_n； parameter N = N_even; // 设置偶数倍分频 parameter M = ?; // M="N/2-1" // bit_of_N: N_even的二进制位宽 reg [(bit_of_N - 1):0] cnt; // 计数器单元 reg o_clk；
cnt <= cnt + 1'b1; end end
恰恰分频：任意整数和小数分频的Verilog实现
// 生成上升沿时钟 // 0~(N/2-1) ↑ -> 1; (N/2)~(N-1) ↑ -> 0 always @ (posedge i_clk, negedge rst_n) begin
if (!rst_n) o_clk <= 0;
偶数分频器的实现非常简单，通过计数器计数 就完全可以实现。 如进行N倍偶数分频，就可以通过由待分频的 时钟触发计数器计数。 当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻 转，并给计数器一个复位信号，以使下一个时 钟从零开始计数。 以此循环，就可以实现任意的偶数分频。
恰恰分频：任意整数和小数分频的Verilog实现
恰恰分频：任意整数和小数分频的Verilog实现
always@(negedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin cnt2<=0; end else if(cnt2==2'b10) begin cnt2<=0; end else begin cnt2<=cnt2+1; end end

数字系统设计初识Verilog HDL

数字系统设计初识Verilog HDL
在Verilog HDL中可使用如下方式描述结构：
（1）内置门级元件（逻辑门）
not and nand or nor xor xnor。(表8.1、8.2)
（2）内置开关级元件（三极管及储存节点等）
cmos nmos pmos。
（3）用户自己定义的模块。
22:32:11
门元件的调用
门元件调用格式：
门元件名字 <例化的门名字> （<端口列表>）
普通的门的端口列表顺序为： （输出，输入1，输入2，输入3，….）； 例如： module AND_G2
input
A F B
(A,B,F)
A,B;
output F;
and G2(F,A,B);
endmodule
22:32:11
module rs_latch (y, yb, r, s); output y, yb; input r, s; nor n1( y, r, yb); nor n2( yb, s, y); endmodule
input A, B, Cin ; output Sum, Cout; reg Sum,Cout; reg T1,T2,T3; always @(A or B or Cin) begin Sum=(A^B)^Cin; T1=A&Cin; T2=B&Cin; T3=A&B; Cout=(T1| T2|T3); end endmodule //输入端口定义 //输出端口定义
endmodule
结果：具有低电平有效使能端的2-4译码器，输出为低电平有效。
22:32:11
总结：
用assign 连续赋值语句来描述一个组合逻辑电
路，关键是找出输出与输入之间的逻辑关系，写出

数字系统设计与VerilogHDL课程设计

数字系统设计与VerilogHDL课程设计

数字系统设计与VerilogHDL课程设计一、课程设计背景数字系统设计和VerilogHDL是计算机科学与技术专业中比较重要的课程之一。

在该课程中，学生将学习到数字系统的设计和实现过程，以及VerilogHDL语言的应用和编写。

本课程设计旨在让学生通过实践，巩固并深化所学知识，提高其实际运用能力，并帮助学生更好地理解数字系统设计和VerilogHDL的重要性。

二、课程设计目标与要求1. 课程设计目标本课程设计主要目标是让学生了解数字系统设计和VerilogHDL的工作原理和实现方法，并通过实践进行巩固，提高学生的动手能力，为日后从事该领域的工作做好充分的准备。

2. 课程设计要求本课程设计要求学生能够在充分理解了数字系统设计和VerilogHDL的基本原理和方法后，进行硬件电路图、程序代码的设计和仿真。

同时，学生需要自主完成以下任务：1.学习数字系统设计和VerilogHDL的基本知识。

2.设计并仿真一个简单的多功能数字系统，包括至少一个输入和一个输出设备，以及多个存储器（SRAM、DRAM、ROM等都可以）。

3.使用VerilogHDL语言设计实现一个几位数的计算器。

4.完成个人或小组课程设计报告，包括设计过程中的心得、体会等内容。

三、课程设计流程1. 学习数字系统设计和VerilogHDL的基本知识数字系统设计和VerilogHDL的基本知识包括数字系统的基本概念、数字信号处理、电路设计和VerilogHDL的基本语法和程序设计方法等。

学生可以通过阅读相关教材和参考资料来学习这些知识。

2. 设计多功能数字系统在完成学习后，学生可以开始设计自己的多功能数字系统。

该系统应该包括输入、输出、存储器等组件，并应该考虑到系统的稳定性、处理速度、数据存储和传输等方面的问题。

设计的过程中还需注意电路连接、时序控制、设计优化等方面，确保数字系统的高效功能和性能。

3. 设计计算器在完成多功能数字系统的设计后，学生可以进一步使用VerilogHDL语言，编写程序设计一个几位数的计算器。

数字系统设计与veriloghdl课后答案

数字系统设计与veriloghdl课后答案

数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一：数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010，-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101，-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101，-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解：根据逻辑图可直接写出逻辑表达式：(a) f=ab?bc；(b)f=abbcac解：设3个输入变量分别为a、b、c，输出为f，按题意，其中有奇数个为1，则输出f＝1，因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。

数字系统设计与verilog_HDL_王金明_第四版__EDA期末知识点复习（宁波工程学院电科版）

数字系统设计与verilog_HDL_王金明_第四版__EDA期末知识点复习（宁波工程学院电科版）

数字系统设计与verilog_HDL_王金明_第四版__EDA期末知识点复习（宁波工程学院电科版）1、采用硬件描述语言(HDL)进行电路设计的优势。

1)更适合用于描述规模大、功能复杂的数字系统2)语言标准化、便于设计的复用、交流、保存和修改3)设计与工艺的无关性，宽范围的描述能力，便于组织大规模、模块化的设计2、Verilog模块的结构模块声明：包括模块名字、模块输入、输出端口列表，结束关键字为endmodule端口定义：格式为：input: 端口名1，端口名2…端口名n；output: 端口名1，端口名2…端口名n；inout: 端口名1，端口名2…端口名n；3、标识符是用户在编程时给verilog对象起的名字，模块、端口和实例的名字都是标识符。

标识符可以是任意一组字母、数字以及符号“$”和“_”的组合，但标识符的第一个字符必须是字母（a-z，A-Z）或者是下划线“_”，标识符最长可包含1023个字符，此外，标识符区分大小写。

4、整数写法：+/-’1、在较长的数之间可用下划线分开2、当数字不说明位宽时，默认值为32位3、 X或（z）在二进制中代表1位x（或z），在八进制中代表3位，在16进制中代表4位4、如果没有定义一个整数的位宽，其宽度为相应值中定义的位数。

5、如果定义的位宽比实际的位数长，通常在左边填0补位，但如果最左边一位为x或z，就相应的用x或z左边补位。

6、“？”是高阻态z的另一种表示符号，在数字的表示中，字符“？”和z 是完全等价的，可相互代替。

7、整数可以带符号，并且正负号应写在最左边，负数通常表示为二进制补码的形式。

8、当位宽与进制缺省时表示的是10进制数9、在位宽和‘之间，以及进制和数值之间允许出现空格，但’和进制之间以及数值之间是不能出现空格的。

要求掌握整数正确的书写方式。

5、向量：宽度大于1位的变量；标量：宽度为1位的变量。

定义2个8位reg型矢量：reg [7:0] ra, rb;6、运算符（1）注意：逻辑运算符，例如逻辑与&&、逻辑或||、逻辑非!，运算结果是1位的。

《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲

《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲

《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲课程中文名称: 数字系统设计与Verilog HDL 课程英文名称: Digital system design with Verilog HDL课程代码: 学时/实践或实验/学分:40/8/2.5课程类别: 课程性质: 选修课适用专业:执笔人: 审定人：审批人：一、教学目标教学目标是使学生了解掌握EDA技术的基础知识、可编程逻辑器件的基本结构、硬件描述语言的语法、编程方法以及相关开发软件的使用方法。

重点掌握：PLD器件的结构和开发流程、开发软件的使用方法、Verilog HDL语言的基本语法和利用Verilog HDL语言建模、仿真和综合的设计复杂数字逻辑电路与系统设计的方法和技术。

目标1：了解EDA技术的发展概况，掌握EDA技术的基本概念及相关的基础知识，掌握数字系统设计的设计方法和流程。

了解可编程逻辑器件的分类，掌握可编程逻辑器件的基本结构掌握，掌握CPLD及FPGA器件的基本结构掌握。

目标2：掌握Verilog HDL的语言要素、各种语句以及设计方法等基础知识；掌握Verilog HDL 模块和测试模块的基本结构，能够利用Verilog HDL语言对数字电路进行建模。

目标3：掌握Verilog HDL的三种描述方式；掌握层次设计的方法以及一些设计技巧；并掌握利用有限状态机对数字电路进行建模的方式。

目标4：掌握开发软件及仿真软件的使用流程及方法，能够对设计文件进行仿真验证。

二、课程教学目标与毕业要求关系矩阵注：用☆☆☆、☆☆、☆分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。

三、教学内容和学时分配（32学时）《数字系统设计与Verilog HDL》在理论教学方面侧重于PLD基本原理、Verilog HDL语法要素和行为语句、Verilog HDL阻塞与非阻塞赋值、Verilog HDL有限状态机设计和数字电路设计。

实验教学方面侧重于利用现代 EDA设计流程、软件仿真应用、仿真测试程序设计、层次设计。

数字系统设计与VerilogHDL课后习题

数字系统设计与VerilogHDL课后习题

数字系统设计与VerilogHDL课后习题习题11.1现代EDA技术的特点有哪些？1.2什么是T op-down设计方式？1.3数字系统的实现方式有哪些？各有什么优缺点？1.4什么是IP复用技术？ IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义?1.5用硬件描述语言设计数字电路的优势是什么？1.6结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。

1.7基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤？1.8什么是综合？常用的综合工具有哪些？1.9功能仿真与时序仿真有什么区别？1.10 FPGA与ASIC在概念上有什么区别？习题22.1 PLA和PAL在结构上有什么区别？2.2说明GAL的OLMC有什么特点，它怎样实现可编程组合电路和时序电路？2.3简述基于乘积项的可编程逻辑器件的结构特点。

2.4基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么？2.5基于乘积项和基于查找表的结构各有什么优点？2.6 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别？各有什么特点？2.7 FPGA器件中的存储器块有何作用？2.8 Altera的MAX II器件是属于CPLD还是FPGA，请查阅有关资料并进行分析。

2.9边界扫描技术有什么优点？2.10说说JTAG接口都有哪些功能。

2.11 FPGA/CPLD器件未来的发展趋势有哪些？习题44.1 用Verilog设计一个8位加法器，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

4.2 用Verilog设计一个8位二进制加法计数器，带异步复位端口，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

4.3用Verilog设计一个模60的BCD码计数器，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

习题66.1阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别？6.2用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。

6.3用行为语句设计一个8位计数器，每次在时钟的上升沿，计数器加1,当计数器溢出时，自动从零开始重新计数。

计数器有同步复位端。

6.4设计一个4位移位寄存器。

Verilog HDL数字系统设计及实践

Verilog HDL数字系统设计及实践

读书笔记
中规中矩的verilog书，该有的都有。 个人感觉前面章节都比较好理解，最后一章有点难，适合新手阅读。 新手看它就像活在梦里，初期代码风格似乎有变化，但是之后稳定了，也容易明白了。
目录分析
1.2模块和端口
1.1一个简单的例 子—— 4位全加器
的设计
1.3层次化设计思 想
1.4 Testbench的 概念
9.3 include 9.4 timescale
本章小结
9.5预编译处理实 例
思考与练习
0 1
10.1阻塞 语句与非阻 塞语句
0 2
10.2敏感 变量的不完 备性
0 3
10.3锁存 器的产生与 危害
0 4
10.4组合 逻辑反馈
0 6
10.6优先 级与并行编 码
0 5
10.5 for 循环
10.7多路控制分支 结构
Verilog HDL数字系统设计及实践
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 作者介绍
目录
02 内容摘要 04 目录分析 06 精彩摘录
思维导图
关键字分析思维导图
设计
内容
逻辑
层次化
建模
小结
实例
数字
行为
共章 设计
形式
设计
语句
时间
描述
行为
时序
器
内容摘要
本书介绍硬件描述语言Verilog HDL及电路设计方法，共11章，主要内容包括：Verilog HDL层次化设计、 Verilog HDL基本语法、Verilog HDL行为描述、组合逻辑建模、行为级仿真模型建模、各层次Verilog HDL描 述形式与电路建模、任务和函数、编译预处理、Verilog HDL设计与综合中的陷阱、异步设计与同步设计的时序 分析。

Verilog HDL 数字系统设计及实践 第1章 Verilog层次化设计

Verilog HDL 数字系统设计及实践 第1章 Verilog层次化设计

1.3 Testbench的概念
tb_fadder i_A i_B i_Cin i_A o_S i_B i_Cin fadder_4 o_Cout $monitor 显示
图1.6 tb_fadder结构
而从系统函数$monitor中得到的仿真结果如下： 0 A: 0 B: 0 Cin:0 , sum: 0 , carry:0 20 A:15 B: 0 Cin:0 , sum:15 , carry:0 40 A:15 B: 1 Cin:0 , sum: 0 , carry:1 60 A:14 B: 1 Cin:0 , sum:15 , carry:0 80 A:14 B: 1 Cin:1 , sum: 0 , carry:1
1.2 模块和端口
module 模块名 ( input [位宽-1：0] 端口名1，端口名2； output [位宽-1：0] 端口3； inout [位宽-1：0] 端口名4； ); 利用ANSI C风格，可以一次性的完成模块名和端口的定义， 使得代码更为紧凑，减少了出错的几率，因此推荐使用这种风格进行端口定义。 本书中给出的所有例子都采用ANSI C风格来定义端口。
1.1 一个简单的例子——四位全加器的设计
fadder_1 u_fadder_1_3 ( .i_A(i_A[2]), .i_B(i_B[2]), .i_Cin(Cout_2), .o_S(o_S[2]), .o_Cout(Cout_3) ); fadder_1 u_fadder_1_4 ( .i_A(i_A[3]), .i_B(i_B[3]), .i_Cin(Cout_3), .o_S(o_S[3]), .o_Cout(o_Cout) ); endmodule
图1.6 tb_fadder结构 而从系统函数$monitor中得到的仿真结果如下： 0 A: 0 B: 0 Cin:0 , sum: 0 , carry:0 20 A:15 B: 0 Cin:0 , sum:15 , carry:0 40 A:15 B: 1 Cin:0 , sum: 0 , carry:1 60 A:14 B: 1 Cin:0 , sum:15 , carry:0 80 A:14 B: 1 Cin:1 , sum: 0 , carry:1

数字系统设计与Verilog HDL课后习题

数字系统设计与Verilog HDL课后习题

习题11.1现代EDA技术的特点有哪些？1.2什么是Top-down设计方式？1.3数字系统的实现方式有哪些？各有什么优缺点？1.4什么是IP复用技术？ IP核对EDA技术的应用和发展有什么意义?1.5用硬件描述语言设计数字电路的优势是什么？1.6结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。

1.7基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤？1.8什么是综合？常用的综合工具有哪些？1.9功能仿真与时序仿真有什么区别？1.10 FPGA与ASIC在概念上有什么区别？习题22.1 PLA和PAL在结构上有什么区别？2.2说明GAL的OLMC有什么特点，它怎样实现可编程组合电路和时序电路？2.3简述基于乘积项的可编程逻辑器件的结构特点。

2.4基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么？2.5基于乘积项和基于查找表的结构各有什么优点？2.6 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别？各有什么特点？2.7 FPGA器件中的存储器块有何作用？2.8 Altera的MAX II器件是属于CPLD还是FPGA，请查阅有关资料并进行分析。

2.9边界扫描技术有什么优点？2.10说说JTAG接口都有哪些功能。

2.11 FPGA/CPLD器件未来的发展趋势有哪些？习题44.1 用Verilog设计一个8位加法器，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

4.2 用Verilog设计一个8位二进制加法计数器，带异步复位端口，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

4.3用Verilog设计一个模60的BCD码计数器，进行综合和仿真，查看综合和仿真结果。

习题66.1阻塞赋值和非阻塞赋值有什么本质的区别？6.2用持续赋值语句描述一个4选1数据选择器。

6.3用行为语句设计一个8位计数器，每次在时钟的上升沿，计数器加1,当计数器溢出时，自动从零开始重新计数。

计数器有同步复位端。

6.4设计一个4位移位寄存器。

6.5 initial语句与always语句的关键区别是什么？6.6分别用任务和函数描述一个4选1多路选择器。

VerilogHDL数字系统设计教程

VerilogHDL数字系统设计教程
本次课主要内容
1，组合逻辑、时序逻辑的Verilog语言描 述
2，锁存器与 D触发器及其Verilog语言描 述
3，设计实例讲解
2020/6/24
本次课主要内容
1，组合逻辑、时序逻辑的Verilog语言描 述
2，锁存器与 D触发器及其Verilog语言描 述
3，Verilog设计电路实例讲解
2020/6/24
CLK
D触发器符号
D触发器电路图
说明：复位信号rst为高电平时复位，输出Q为0； 在复位信号变为低电平后不工作后， 红色标示的或非门对数据输入端D而言，等效于反相器,如下
页2020/6/24
CMOS工艺下D触发器的电路结构(cont.)

CLK
. .CLK
QM
T3
CLK CLK T4
.
2020/6/24
时m序od逻ule辑DFF电(clk路, rs的t, da,ql)w; ays过程块实现
input clk, rst ,d; output q; reg q; always @( posedge clk)
if (rst) q <= 1'b0;
else q <= d;
endmodule
2020/6/24
锁存器与D触发器
问题：锁存器与D触发器的区别？ 答案要点：从触发方式和电路结构两方面说明。
2020/6/24
Verilog语法下的锁存器与D触发器
module LATCHorDFF (q, data, enable); input clk,data, enable; output q; reg q;
always @( enable or data) if (enable) q <= data; // enable为低电平的情况

Verilog HDL数字系统设计 原理 实例及仿真 第12章

Verilog HDL数字系统设计 原理 实例及仿真 第12章

12.2.5 编译和配置 将成功编译、仿真后的编程文件下载到可编程器件的过
程称为配置。在配置前，首先需将下载电缆、硬件开发板和 电源准备好，然后设置配置选项，对可编程器件进行配置。
12.2.6 调试 编译、仿真、器件配置与编程结束后，设计者需要对所
做的设计进行整体或局部模块的调试。QuartusⅡ软件中主要 的调试工具是SingnalTapⅡ Logic Analyzer(嵌入式逻辑分析仪) 和SignalProbe(信ulation)的目的是在软件环境下，验证电路的设
计结果是否和设想中的功能一致。在如图12.1所示的设计流 程中，设计者在完成了设计输入、综合、布局布线后，需要 验证设计的功能是否能够实现以及各部分的时序配合是否准 确。如果存在问题则可以对设计进行修改，从而避免逻辑错 误。高级的仿真软件还可以对整个系统设计的性能进行估计。 规模越大的设计，越需要进行仿真。常用的第三方仿真工具 包括Mentor Graphics公司的ModelSim、Synopsys公司的VCS、 Cadence公司的NC-SIM等软件。目前比较流行的仿真工具是 ModelSim，本书将在第13章详细讲解ModelSim的使用。
第12章 Quartus Ⅱ功能及应用
12.1 QuartusⅡ软件简介及特点 12.2 QuartusⅡ软件开发流程 12.3 QuartusⅡ软件的使用 12.4 LPM宏功能模块与IP核的应用 12.5 SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用
12.1 QuartusⅡ软件简介及特点
QuartusⅡ软件是Altera提供的完整的多平台设计环境，能 够满足设计者特定的设计需要，可以完成FPGA/CPLD的开发 与设计。QuartusⅡ提供了方便的设计输入方式、快速的编译 和直接易懂的器件编程，能够支持百万门以上逻辑器件的开 发，并且为第三方工具提供了无缝接口。QuartusⅡ软件的编 程器是系统的核心，提供功能强大的设计处理，设计者可以 添加特定的约束条件来提高芯片的利用率。
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习 题 12
12.1 设计一个基于直接数字式频率合成器（DDS）结构的数字 相移信号发生器。 12.2 用Verilog设计并实现一个31阶的FIR滤波器。 12.3 用Verilog设计并实现一个64点的FFT运算模块。 12.4 某通信接收机的同步信号为巴克码1110010。设计一个检 测器，其输入为串行码x，当检测到巴克码时，输出检测结果y ＝1。 12.5 用FPGA实现步进电机的驱动和细分控制，首先实现用 FPGA对步进电动机转角进行细分控制，然后实现对步进电动机 的匀加速和匀减速控制。
HC-SR04超声波测距模块实物
HC-SR04超声波测距模块工作时序图
超声波测距的实际显示效果
12.3 整数开方运算
用8位拨码开关输入待开方的整数（数的范围0～255）， 采用3个数码管显示该数（十进制显示），余下5个数码管 显示开方结果（其中，整数部分1位，小数部分4位）。
开方算法的下载验证
第12章 Verilog设计实例
12.1 脉宽调制与步进电机驱动 12.2 超声波测距 12.3 整数开方运算 12.4 频率测量 12.5 Cordic算法及其实现 12.6 用XADC实现模数转换
12.1 脉宽调制与步进电机驱动
PWM信号波形图
用PWM驱动蜂鸣器
用M驱动步进电机
12.2 超声波测距
12.4 频 率 测 量
本例对被测频率划分为1 MHz以上、1 kHz到1 MHz以及1 kHz 以下3个频段，频率测量结果以十进制形式显示在数码管上。 显示的数值与标准函数发生器产生的频率值基本对应。
12.5 Cordic算法及其实现
Cordic算法原理
Cordic算法演示如图所示，角度值由8个拨码开关输入，按下RESET按键 显示其cos值，按下S2键可切换显示其sin值。用8个数码管显示结果，第1 个数码管显示正负（A表示正，F表示负），后7个数码管显示数值结果。 图中输入角度值为111100，即60°，其cos值显示为正的0.500001。
12.6 用XADC实现模数转换
XADC结构框图
本例采集片上温度传感器、片上电压传感器（VCCINT）和4路外部模拟 电压输入，6路信号通过3位拨码开关选择，并将采集的数据用数码管显 示。数码管最左一位表示采集通道，第0道是片上温度传感器，右边5个 数码管显示数据，如图所示显示当前片上温度为33.116°。