VerilogHDL

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Verilog-HDL基本语法

+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（求余）。其中%是求余操作符, 在两个整数相除的基础上，取出其余数。例如，5 % 6的值为5；13 % 5的值是3。
2. 逻辑操作符（Logical operators ）逻辑操作符包括：
&&（逻辑与）、||（逻辑或）、！（逻辑非）
3. 位运算（Bitwise operators）位运算是将两个操作数按对应位进行逻辑操作。
标识符是用户编程时为常量、变量、模块、寄存器、端口、连线、示例和begin-end块等元素定义的名称。标识符可以是字母、数字和下划线“_”等符号组成的任意序列。定义标识符时应遵循如下规则：
① 首字符不能是数字。
② 字符数不能多于1024个。
③ 大小写字母是不同的。
④ 不要与关键字同名。
2.2.5 关键字
第二部分 Verilog HDL基本语法
2.1 Verilog HDL程序模块结构
模块端口定义
设
模块内容
计
I/O说明
模块
信号类型说明
功能描述
2.1.1 模块端口定义
模块端口定义用来声明设计电路模块的输入输出端口。端口定义格式如下
module 模块名（端口1，端口2，端口3，…）；
在端口定义的圆括弧中，是设计电路模块与外界联系的全部输入输出端口信号或引脚，它是设计实体对外的一个通信界面，是外界可以看到的部分（不包含电源和接地端），多个端口名之间用“，”分隔。
等值运算的结果也是1位逻辑值，当运算结果为真时，返回值1；为假则返回值0。
相等操作符（= =）与全等操作符（= = =）的区别：当进行相等运算时，两个操作数必须逐位相等，其比较结果的值才为1（真），如果某些位是不定或高阻状态，其相等比较的结果就会是不定值；而进行全等运算时，对不定或高阻状态位也进行比较，当两个操作数完全一致时，其结果的值才为1（真），否则结果为0（假）。

第三章 Verilog HDL的基本语法汇总

单元，每个单元为8位 reg [32:1] memory2[1:512]; //存储器为
512个单元，每个单元为32位
3.3 Verilog HDL的运算符
算术运算符逻辑运算符关系运算符等值运算符位运算符缩减运算符移位运算符条件运算符拼接运算符
1.算术运算符
算术运算符包括： + （加法运算符或正值运算符，如x+y，+8） - （减法运算符或负值运算符，如x-y，-90） * （乘法运算符，如x*y） / （除法运算符，如x/y） % （取模运算符，如x % y）
1．间隔符: Verilog 的间隔符主要起分隔文本的作用，可以使文本错落有致，便于阅读与修改。
间隔符包括空格符（\b）、TAB 键（\t）、换行符（\n）及换页符。
2．注释符:注释只是为了改善程序的可读性，在编译时不起作用。多行注释符(用于写多行注释): /* --- */；单行注释符 :以//开始到行尾结束为注释文字。
3．标识符和关键词
标识符:给对象（如模块名、电路的输入与输出端口、变
量等）取名所用的字符串。以英文字母或下划线开始
如，clk、counter8、_net、bus_A 。
关键词:是Verilog语言本身规定的特殊字符串，用来定义语言的结构。例如，module、endmodule、input、 output、wire、reg、and等都是关键词。关键词都是小写，关键词不能作为标识符使用。出始终根据输入的变化而更新其值的变量,它一般指的是硬件电路中的各种物理连接.
例:网络型变量L的值由与门的驱动信号 a和b所决定，即L＝a&b。a、b的值发生变化，线网L的值会立即跟着变化。
a
&L

verilog hdl语言100例详解

verilog hdl语言100例详解Verilog HDL语言是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为和结构。

它是硬件设计工程师在数字电路设计中的重要工具。

本文将介绍100个例子，详细解释Verilog HDL语言的应用。

1. 基本门电路：Verilog HDL可以用于描述基本门电路，如与门、或门、非门等。

例如，下面是一个描述与门电路的Verilog HDL代码：```verilogmodule and_gate(input a, input b, output y);assign y = a & b;endmodule```2. 多路选择器：Verilog HDL也可以用于描述多路选择器。

例如，下面是一个描述2:1多路选择器的Verilog HDL代码：```verilogmodule mux_2to1(input a, input b, input sel, output y);assign y = sel ? b : a;endmodule```3. 寄存器：Verilog HDL可以用于描述寄存器。

例如，下面是一个描述8位寄存器的Verilog HDL代码：```verilogmodule register_8bit(input [7:0] d, input clk, input reset, output reg [7:0] q);always @(posedge clk or posedge reset)if (reset)q <= 0;elseq <= d;endmodule```4. 计数器：Verilog HDL可以用于描述计数器。

例如，下面是一个描述8位计数器的Verilog HDL代码：```verilogmodule counter_8bit(input clk, input reset, output reg [7:0] count);always @(posedge clk or posedge reset)if (reset)count <= 0;elsecount <= count + 1;endmodule```5. 加法器：Verilog HDL可以用于描述加法器。

verilog hdl应用程序设计实例精讲

verilog hdl应用程序设计实例精讲网上现在有很多关于verilog hdl应用程序设计的资料，但是并没有一个很系统和全面的教程来帮助初学者快速入门。

本文就verilog hdl应用程序设计实例进行了精讲，从基本概念到应用实例一步一步地回答了初学者的问题，帮助大家理解verilog hdl的设计和应用。

一、verilog hdl的基本概念Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统，包括逻辑电路、集成电路等等。

它既可以进行仿真验证，也可以直接生成硬件电路。

简单来说，verilog hdl就是一种用来描述数字系统的语言。

1.1 模块与实例化在verilog hdl中，模块是最基本的设计单元，每个模块包含一个或多个端口和内部逻辑电路。

模块可以包含其他模块，这被称为实例化。

实例化可以理解为创建一个模块的实例，并根据实例进行连接。

1.2 端口和内部信号模块的端口是与其他模块或外部电路连接的接口，可以是输入、输出或双向。

内部信号是模块内部产生和使用的信号，只在模块内部可见。

1.3 组合逻辑与时序逻辑组合逻辑是指只有输入信号改变时才会改变输出信号的逻辑电路，而时序逻辑是指输出信号的改变还受到时钟信号的控制。

在verilog hdl中，可以使用逻辑门、逻辑运算符和条件语句来实现组合逻辑和时序逻辑。

二、verilog hdl应用程序设计实例接下来，我们通过一些实例来展示verilog hdl的应用程序设计。

2.1 4位全加器我们首先来实现一个4位全加器。

全加器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现两个输入和一个进位的相加操作，输出结果和进位。

在verilog hdl 中，可以使用逻辑运算符和条件语句来实现全加器。

2.2 4位加法器我们可以使用四个全加器来实现一个4位加法器。

加法器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现多位的相加操作，输出结果和进位。

2.3 4位计数器计数器是一种能够实现计数功能的电路，它能够根据时钟信号进行计数，并在达到一定数值时输出特定信号。

Verilog HDL基础知识

task time tran tranif0 tranif1
tri tri0 tri1 triand trior trireg unsigned vectored wait wand weak0 weak1 while wire wor xnor xor
第3章 Verilog HDL基础知识
3.2 数据类型
Verilog HDL支持两种形式的注释符：/*……*/与//。其中， /*……*/为多行注释符，用于对多行语句注释；//为单行注释符，只对注释符所在的行有效。下面是一个使用注释符对1位加法器进行说明的例子。
第3章 Verilog HDL基础知识
【例3-2】注释符的例子。
/* 该例利用一位加法器来说明单行注释符与多行注释符的
第3章 Verilog HDL基础知识
1. 字符串变量的声明 Verilog HDL中采用寄存器变量来存储字符串，寄存器变量的位数要大于字符串的最大长度。需要注意的是，Verilog HDL中并不需要特殊位来存储终止符。【例3-6】字符串变量的声明。
reg [8*12：1] stringvar； initial
'<base_format><number> 符号“'”为基数格式表示的固有字符，该字符不能省略，否则为非法表示形式；参数<base_format>用于说明数值采用的进制格式；参数<number>为相应进制格式下的一串数字。这种格式未指定位宽，其缺省值至少为32位。
第3章 Verilog HDL基础知识
第3章 Verilog HDL基础知识
module addbit (a，b，ci，sum，co)；
input

第1章 Verilog HDL入门简介

第1章 Verilog HDL入门简介
Verilog HDL数字系统设计及仿真
数字电路的回忆—七进制计数器
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢状态转换图
➢卡诺图
2
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢ Q3* 的卡诺图
➢状态方程：
Q3* Q3Q2 ' Q3 'Q2Q1
3
Verilog HDL数字系统设计及仿真
8
采用Verilog HDL代码
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢计数器模块
➢JK触发器模块
module
module JK_FF(J,K,CLK,Q,Qn);
Counter(Q3,Q2,Q1,C,CLK); input J,K;
output Q3,Q2,Q1,C;
input CLK;
input CLK;
output Q,Qn;
wire J1,K2,J3;
wire G3_n,G4_n,G5_n,G6_n,G7_n,G8_n;
nand G7(G7_n,Qn,J,CLK);
JK_FF JK1(Q1,Q1n,J1,1,CLK);nand G8(G8_n,CLK,K,Q);
JK_FF JK2(Q2, ,Q1,K2,CLK); nand G5(G5_n,G8_n,G6_n);
nand G1(Q,G3_n,Qn);
or or1(K2,Q1,Q3);
nand G2(Qn,Q,G4_n);
endmodule
not G9(CLK_n,CLK);
endmodule
9
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢更简洁的代码
module Counter(Q,CLK,RESET);

verilog hdl不同级别的描述

verilog hdl不同级别的描述
Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为、结构和实现。

它支持从算法级到门级的不同级别的描述，以满足不同规模设计的需要。

以下是Verilog HDL不同级别的描述：
算法级描述：算法级描述是最高级别的描述，主要关注算法和数据流的行为。

在算法级描述中，设计者使用过程块（如always、initial等）和连续赋值语句（如assign）来描述信号的行为和变化。

这种描述方法主要用于设计和描述复杂的控制逻辑和算法。

寄存器传输级（RTL）描述：RTL描述是一种中间级别的描述，介于算法级和门级之间。

它关注于寄存器传输的控制逻辑，包括数据路径和控制逻辑。

在RTL描述中，设计者使用连续赋值语句来描述信号的行为，并使用组合逻辑和触发器来定义寄存器、移位器等基本元件的行为。

这种描述方法主要用于设计和描述具有大量寄存器和控制逻辑的数字系统。

门级描述：门级描述是最低级别的描述，主要关注电路元件和连线。

在门级描述中，设计者使用Verilog HDL的内置元件（如AND、OR、NOT等）来描述电路的基本元件和连线。

这种描述方法主要用于设计和描述简单的组合逻辑电路和时序逻辑电路。

除了以上三种级别的描述外，Verilog HDL还支持混合级别的描述，即将不同级别的描述混合在一起使用。

例如，可以在算法级描述中定义一个模块的接口，然后在RTL 或门级描述中实现该模块的具体逻辑。

这种混合级别的描述方法可以使设计更加灵活和
模块化，并方便实现模块重用和层次化设计。

2.1 Verilog HDL基本结构

第二章Verilog HDL语言与VIVADO⏹Verilog HDL基本结构⏹HDL(Hardware Description Language)硬件描述语言是对硬件电路进行行为描述、寄存器传输描述或者结构化描述的一种语言。

⏹FPGA作为可编程硬件，采用HDL语言作为编程语言。

⏹通过HDL语言可以对FPGA的功能进行描述，描述完成后的源代码，通过综合（将高层次的寄存器传输级别的HDL设计转化为优化的低层次的逻辑网表）和实现及生成目标文件后，下载到FPGA以实现对FPGA进行配置，⏹配置后的FPGA实现了HDL语言描述的功能。

Verilog HDL基本结构module AND4(a,b,out);output[3:0] out; //4位输出input [3:0] a,b; //4位输入a和bassign out=a&b; //out=a与b进行按位与endmodule程序实例2.1定义了一个模块AND4。

从模块的声明开始，最开始就是关键词module，然后是这个模块的名字叫AND4，最后是endmodule。

Verilog HDL基本结构module AND4(a,b,out); Array output[3:0] out;input [3:0] a,b;assign out=a&b;endmodulemodule AND4(input [3:0]a,input [3:0] b,output[3:0] out);assign out=a&b;endmoduleVerilog HDL基本结构module FenPin(input clk_in, output clk_out);reg c_out=0;assign clk_out=c_out;always @ (posedge clk_in) beginc_out=~c_out;endendmodule有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）Verilog HDL基本结构1.Verilog HDL程序是由模块构成的。

硬件描述语言Verilog HDL

8
6.2 Verilog HDL 入门 6.2.1 Verilog HDL 的基本结构 6.2.2 简单 Verilog HDL 实例
9
6.2.1 Verilog HDL的基本结构
Verilog 使用大约100个预定义的关键词定义该语言的结构 1. VerilogHDL 程序由模块构成。每个模块的内容都是嵌在关键词module和 endmodule两个语句之间。每个模块实现特定的功能。 2. 每个模块先要进行端口的定义，并说明输入（input) 、输出（output)和双向（inout)，然后对模块功能进行描述。 3. 除了endmodule语句外，每个语句后必须有分号。 4. 可以用/* --- */和//…..，对VerilogHDL程序的任何部分做注释。
例 2选1数据选择器的程序实例
a
0 out
b
1
sel
13
module mux2_1(out, a, b, sel) ;
output out;
数
input a, b; input sel;
assign out= sel ? b : a;
据流描述
endmodule
module mux2_1(out, a, b, sel) ;
VHDL 和Verilog 的功能较强，属于行为(功能)描述语言。两种HDL均为IEEE标准。特别是Verilog HDL的语法来源于C语言，它较 VHDL 好用好学。
7
6.1 概述 6.2 Verilog HDL入门 6.3 Verilog HDL基本语法规则 6.4 Verilog HDL结构级建模 6.5 Verilog HDL数据流建模 6.6 Verilog HDL行为级建模 6.7 数字钟电路设计

硬件描述语言VerilogHDL基础

入zz x x x
CSLG
4、设计举例
试用Verilog语言的门级元件描述2线-4线译码器.
E1
& Y0
//Gate-level description of a 2-to-4-
line decoder
module _2to4decoder (A1,A0,E,Y);
input A,B,E;
output [3:0] Y;
常量
格式为：<＋/－><位宽>’<基数符号><数例值如>：3’b101、5’o37、8’he3，8’b1001_0011
实数型常量十进制记数法如： 0.1、2.0、5.67
科学记数法如: 23_5.1e2、5E－4
23510.0、 0.0005
CSLG
❖Verilog允许用参数定义语句定义一个标识符来代表一个常量，称为符号常量。
CSLG
CSLG
用Verilog HDL描述组合逻辑电路
用VerilogHDL描述组合逻辑电路
❖用VerilogHDL描述组合逻辑电路有三种不同抽象级别：
▪ 门级描述 ▪ 数据流描述 ▪ 行为级描述
❖VerilogHDL描述的电路就是该电路的 VerilogHDL模型。
CSLG
•门级描述：
一般使用Primitive（内部元件）、自定义的下层模块对电路描述。主要用于层次化设计中。
多输入端的或非门
多输入端的异或非门
多输出端的反相器
控制信号高电平有效的三态反相器
控制信号低电平有效的三态反相器
CSLG
Verilog 基本门级元件
and n-input AND gate

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Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
什么是Verilog HDL
Verilog HDL 一种C语言风格的硬件描述语言从算法级、结构级、RTL级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模支持从简单的门级到复杂的完整数字系统各个层次的混合建模设计与工艺无关，支持多种综合工具，完成RTL级至门级网表的转换
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
组合逻辑和时序逻辑
时序逻辑非阻塞型过程赋值语句-always/initial
always @(posedge clk) begin if(sel) out <= a; else out <= b; end
多路选择器：时钟上升沿、触发器同一变量不可在多个always块中赋值
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
模块-module
Verilog HDL简介基本结构
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器dule
结构 module Module_name (Port_list) Port declaration: input,output,inout Parameters (optional): parameter Data type declarations: reg,wire Tasks and Functions (optional) Statements: Continuous Assignments (assign) Procedural Blocks (initial and always) - behavioral statements Instantiation of lower-level blocks: module,gate,UDP endmodule
Verilog HDL简介电路设计
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
always语句中敏感信号列表
Example
always @( s e l or i ) begin i f ( s e l ) o= i ; else o=~ i ; end
Example
always @( s e l ) begin i f ( s e l ) o= i ; else o=~ i ; end
分解功能块，设计重用 Verilog HDL模块及其实例化
子模块 module Module01 (Port); ... endmodule 顶层模块 module Top (Port); ... Module01 u01 (Port); ... endmodule
Verilog HDL简介基本结构
always @(a or b or sel) //注意包括所有敏感信号，语句受敏感信号触发后顺序执行，reg类型 begin if(sel) out = a; else out = b; end
多路选择器：连续赋值语句-wire 阻塞型过程赋值语句-reg
Verilog HDL简介电路设计
Verilog HDL简介 Verilog HDL与数字系统设计
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
数字系统设计流程
Verilog HDL简介基本结构
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
设计方法学
层次化建模
top-down bottom-up
Verilog HDL简介测试与验证
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
设计的测试和验证 - testbench
‘ t i m e s c a l e 1n /100 p module t b _ m u l t _ a c c ; reg [ 7 : 0 ] da , db ; reg c l r ; wire [ 3 : 0 ] dout ; reg c l r , c l k ; mult_acc u0 ( . o u t ( dout ) , . i n a ( da ) , . i n b ( db ) , . c l k ( c l k ) , . c l r ( c l r ) ) ; i n i t i a l f o r e v e r #10 c l k =~ c l k ; i n i t i a l $ m o n i t o r ( $time , " c l k=%b , da=%b , db=%b , dout=%b , m u l t _ o u t=%b " , c l k , da , db , dout , u0 . m u l t _ o u t ) ; initial begin c l k <=0; c l r <=0; da <=4 ’ b0101 ; db <=4 ’ b1100 ; #20 c l r <=1; #20 da <=4 ’ b1010 ; #40 $stop ; end endmodule
Verilog HDL简介电路设计
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
组合逻辑和时序逻辑
组合逻辑连续性赋值语句-assign
assign out=sel?a:b; //wire类型才可连续性赋值，语句执行受敏感量驱动，并发执行，与语句先后顺序无关
阻塞型过程赋值语句-always/initial
除法器设计实例
工具及参考资源
设计描述层次
算法级描述结构级描述寄存器传输级(RTL)描述混合层次描述
Verilog HDL简介层次建模
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
设计描述层次 - 算法级
主要用于快速验证算法的正确性不一定可以综合成实际电路
module d i v ( A , B , D, R ) ; parameter n =32; input [ n −1:0] A , B ; output [ n −1:0] D, R ; reg [ n −1:0] D, R ; always @(A or B ) begin D=0; f o r (R=A ; R>B ; R=R−B ) begin D=D+1; end end endmodule
异步复位
always @(posedge clk or negedge reset) begin if(!reset)out <= 0; else begin if(sel) out <= a; else out <= b; end end
Verilog HDL简介层次建模
Verilog HDL结构、语法与电路设计
Verilog HDL简介层次建模
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
设计描述层次 - 结构级
更接近实际电路结构电路的层次化描述类似于电路框图
module HA( A , B , S , C ) ; input A , B ; output S , C ; parameter AND_DELAY=1 parameter XOR_DELAY=2; assign #XOR_DELAY S=A^B ; assign #AND_DELAY C=A&B ; endmodule module FA ( P , Q, Cin , Sum, Cout ) ; input P , Q, Cin ; output Sum, Cout ; parameter OR_DELAY=1; wire S1 , C1 , C2 ; / / 两个半加器的实例化： / / 位置关联 HA h1 ( P , Q, S1 , C1 ) ; / / 名称关联 HA h2 ( . A ( Cin ) , . S (Sum ) , . B ( S1 ) , . C( C2 ) ) ; / / 门的实例化： or #OR_DELAY or1 ( Cout , C1 , C2 ) ; endmodule
Verilog HDL简介作用及历史
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
Verilog HDL的发展
发展历程 1983年由Gateway Design Automation公司为其模拟器产品开发的硬件建模语言 1989年Cadence Design Systems公司收购Gateway Design Automation 1990年Verilog HDL语言被推向公众领域，成立Open Verilog International(OVI)组织 1995年Verilog成为IEEE标准：IEEE Std1364-1995 2001年Verilog重大修订：IEEE Std1364-2001 2002年，IEEE Std 1364.1-2002，可综合子集
Verilog HDL简介测试与验证
Verilog HDL结构、语法与电路设计
除法器设计实例
工具及参考资源
设计的测试与验证
一般需要编写测试文件向设计提供激励，并观察响应，进行仿真测试，测试文件称为testbench testbench一般采用行为级描述，产生一定的输入激励，得到设计的输出响应，并检查输出结果的正确性在规范的模块设计中，每一个模块都需要编写独立的测试文件对模块进行充分的测试注意选择合适的输入激励，保证测试能够覆盖典型输入和特殊输入
两个半加器构成的全加器
Verilog HDL简介层次建模