第6章_Verilog_HDL设计进阶习题

VerilogHDL硬件描述语言复习一、1. Verilog HDL 是在哪一年首次被I E E E标准化的？答：Verilog HDL是在1995年首次被IEEE标准化的。

2. Verilog HDL支持哪三种基本描述方式？答：Verilog HDL可采用三种不同方式或混合方式对设计建模。

这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模3. Verilog HDL 是由哪个公司最先开发的？答：Verilog HDL是由Gateway Design Automation公司最先开发的4. Verilog HDL中的两类主要数据类型什么？答：线网数据类型和寄存器数据类型。

线网类型表示构件间的物理连线，而寄存器类型表示抽象的数据存储元件。

5. U D P代表什么？答：UDP代表用户定义原语6. 写出两个开关级基本门的名称。

答：pmos nmos7.写出两个基本逻辑门的名称。

答：and or8.在数据流描述方式中使用什么语句描述一个设计？答：设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述9. 采用结构描述方式描述1位全加器。

答：module full_add(a,b,cin,s,co);input a,b,cin;output s,co;wire S1,T1,T2,T3;xorX1(S1,a,b),X2(s,S1,cin);andA1(T3,a,b),A2(T2,b,cin),A3(T1,a,cin);orO1(co,T1,T2,T3);endmodule10. i n i t i a l语句与always 语句的关键区别是什么？答： 1) initial语句：此语句只执行一次。

2) always语句：此语句总是循环执行, 或者说此语句重复执行。

11.采用数据流方式描述2 - 4译码器。

答：'timescale 1ns/nsmodule Decoder2×4(A,B,EN,Z);input A,B,EN;output [0:3]Z;wire abar,Bbar;assign #1 Abar=~A;assign #1 Bbar=~B;assign #2 Z[0]=~(Abar&Bbar&EN);assign #2 Z[1]=~(Abar&B&EN);assign #2 Z[2]=~(A&Bbar&EN);assign #2 Z[3]=~(A&B&EN);endmodule1 2. 找出下面连续赋值语句的错误。

VerilogHDL硬件描述语言复习一、1. Verilog HDL 是在哪一年首次被I E E E标准化的？答：Verilog HDL是在1995年首次被IEEE标准化的。

2. Verilog HDL支持哪三种基本描述方式？答：Verilog HDL可采用三种不同方式或混合方式对设计建模。

这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模3. Verilog HDL 是由哪个公司最先开发的？答：Verilog HDL是由Gateway Design Automation公司最先开发的4. Verilog HDL中的两类主要数据类型什么？答：线网数据类型和寄存器数据类型。

线网类型表示构件间的物理连线，而寄存器类型表示抽象的数据存储元件。

5. U D P代表什么？答：UDP代表用户定义原语6. 写出两个开关级基本门的名称。

答：pmos nmos7.写出两个基本逻辑门的名称。

答：and or8.在数据流描述方式中使用什么语句描述一个设计？答：设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述9. 采用结构描述方式描述1位全加器。

答：module full_add(a,b,cin,s,co);input a,b,cin;output s,co;wire S1,T1,T2,T3;xorX1(S1,a,b),X2(s,S1,cin);andA1(T3,a,b),A2(T2,b,cin),A3(T1,a,cin);orO1(co,T1,T2,T3);endmodule10. i n i t i a l语句与always 语句的关键区别是什么？答： 1) initial语句：此语句只执行一次。

2) always语句：此语句总是循环执行, 或者说此语句重复执行。

11.采用数据流方式描述2 - 4译码器。

答：'timescale 1ns/nsmodule Decoder2×4(A,B,EN,Z);input A,B,EN;output [0:3]Z;wire abar,Bbar;assign #1 Abar=~A;assign #1 Bbar=~B;assign #2 Z[0]=~(Abar&Bbar&EN);assign #2 Z[1]=~(Abar&B&EN);assign #2 Z[2]=~(A&Bbar&EN);assign #2 Z[3]=~(A&B&EN);endmodule1 2. 找出下面连续赋值语句的错误。

第六章Verilog的数据类型及逻辑系统学习内容：•学习Verilog逻辑值系统•学习Verilog中不同类的数据类型•理解每种数据类型的用途及用法•数据类型说明的语法Verilog采用的四值逻辑系统’0’, Low, False, Logic Low, Ground,VSS,Negative Assertion‘1’, High, True, Logic High, Power,VDD, VCC, Positive Assertion’X’ Unknown: Occurs at Logical Which Cannotbe Resolved ConflictHiZ, High Impedance, Tri-Stated,Disabled Driver (Unknown)主要数据类型Verilog主要有三类(class)数据类型：•net （线网）: 表示器件之间的物理连接•register （寄存器）：表示抽象存储元件•parameters(参数) : 运行时的常数(run-time constants)net（线网）net需要被持续的驱动，驱动它的可以是门和模块。

当net驱动器的值发生变化时，Verilog自动的将新值传送到net上。

在例子中，线网out由or门驱动。

当or门的输入信号置位时将传输到线网net上。

•有多种net 类型用于设计(design-specific)建模和工艺(technology-specific)建模•没有声明的net 的缺省类型为1 位(标量)wire 类型。

但这个缺省类型可由下面的编译指导改变：`default_nettype <nettype>net 类型功能wire, trisupply1, supply0wor, triorwand, triandtriregtri1, tri0标准内部连接线(缺省)电源和地多驱动源线或多驱动源线与能保存电荷的net 无驱动时上拉/下拉综合编译器不支持的net 类型•wire类型是最常用的类型，只有连接功能。

1．一个全减器具有三个一位输入：x，y和z（前面的借位），两个一位输出D（差）和B（借位）。

计算D和B的逻辑等式如下所示：D = x’⋅ y’⋅ z’ + x’⋅ y ⋅ z’ + x ⋅ y’⋅ z’ + x ⋅ y ⋅ zB = x’⋅ y + x’⋅ z + y ⋅ z根据上面的定义写出Verilog描述，包括I/O端口（注意：逻辑等式中的+对应于数据流建模中的逻辑或（| |）操作符）。

编写激励块，在模块中实例引用全减器。

对x，y和z这三个输入的8种组合及其对应的输出进行测试。

x y z B D0 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1答：代码及测试激励如下：（D 应该= x’⋅y’⋅z + x’⋅ y ⋅z’ + x ⋅y’⋅z’ + x ⋅ y ⋅ z）`timescale 1ns/1nsmodule full_sub(x,y,z,D,B);input x,y,z;output D,B;assign D=((!x)&(!y)&(z))||((!x)&y&(!z))||(x&(!y)&(!z))||(x&y&z);assign B=((!x)&y)||((!x)&z)||(y&z);endmodulemodule test61;reg x,y,z;wire D,B;Verilog HDL数字设计与综合（第二版）58initialbeginx<=0;y<=0;z<=0;#10 x<=0;y<=0;z<=1;#10 x<=0;y<=1;z<=0;#10 x<=0;y<=1;z<=1;#10 x<=1;y<=0;z<=0;#10 x<=1;y<=0;z<=1;#10 x<=1;y<=1;z<=0;#10 x<=1;y<=1;z<=1;#10 $stop;endfull_sub fsubtracter(x,y,z,D,B);initial$monitor($time,"x= %b,y= %b,z= %b,B= %b,D= %b",x,y,z,B,D);endmodule最终输出观测结果：# 0x= 0,y= 0,z= 0,B= 0,D= 0# 10x= 0,y= 0,z= 1,B= 1,D= 1# 20x= 0,y= 1,z= 0,B= 1,D= 1# 30x= 0,y= 1,z= 1,B= 1,D= 0# 40x= 1,y= 0,z= 0,B= 0,D= 1# 50x= 1,y= 0,z= 1,B= 0,D= 0# 60x= 1,y= 1,z= 0,B= 0,D= 0# 70x= 1,y= 1,z= 1,B= 1,D= 1第6章数据流建模592．大小比较器的功能是比较两个数之间的关系：大于、小于或等于。

练习一．简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。

这是一个可综合的数据比较器，很容易看出它的功能是比较数据a与数据b，如果两个数据相同，则给出结果1，否则给出结果0。

在Verilog HDL中，描述组合逻辑时常使用assign 结构。

注意equal=(a==b)?1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。

模块源代码：//--------------- compare.v -----------------module compare(equal,a,b);input a,b;output equal;assign equal=(a==b)?1:0; //a等于b时，equal输出为1；a不等于b时，//equal输出为0。

endmodule测试模块用于检测模块设计得正确与否，它给出模块的输入信号，观察模块的内部信号和输出信号，如果发现结果与预期的有所偏差，则要对设计模块进行修改。

测试模块源代码：`timescale 1ns/1ns //定义时间单位。

`include "./compare.v" //包含模块文件。

在有的仿真调试环境中并不需要此语句。

//而需要从调试环境的菜单中键入有关模块文件的路径和名称module comparetest;reg a,b;wire equal;initial //initial常用于仿真时信号的给出。

begina=0;b=0;#100 a=0; b=1;#100 a=1; b=1;#100 a=1; b=0;#100 $stop; //系统任务，暂停仿真以便观察仿真波形。

endcompare compare1(.equal(equal),.a(a),.b(b)); //调用模块。

endmodule仿真波形（部分）：266练习：设计一个字节（8位）比较器。

要求：比较两个字节的大小，如a[7:0]大于 b[7:0]输出高电平,否则输出低电平,改写测试模型,使其能进行比较全面的测试。

verilog-hdl答案第1章简介HDL是在哪一年首次被IEEE标准化的Verilog HDL是在1995年首次被IEEE标准化的。

HDL支持哪三种基本描述方式Verilog HDL可采用三种不同方式或混合方式对设计建模。

这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模3.可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序吗Verilog HDL可以清晰的建立时序模型，故可以使用Verilog HDL 描述一个设计的时序。

4.语言中的什么特性能够用于描述参数化设计，在行为级描述中， Verilog HDL不仅能够在RT L级上进行设计描述，而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述，而且能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述，这种特性可用于描述参数化设计。

5.能够使用Verilog HDL编写测试验证程序吗能，可以编写testbench来对编写的程序进行验证。

HDL是由哪个公司最先开发的Verilog HDL是由Gateway Design Automation公司最先开发的HDL中的两类主要数据类型是什么线网数据类型和寄存器数据类型。

线网类型表示构件间的物理连线，而寄存器类型表示抽象的数据存储元件。

,代表什么UDP代表用户定义原语9.写出两个开关级基本门的名称。

pmos nmos10.写出两个基本逻辑门的名称。

and or第2章 HDL指南1. 在数据流描述方式中使用什么语句描述一个设计】设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述2. 使用` t i m e s c a l e 编译器指令的目的是什么举出一个实例。

使用编译指令将时间单位与物理时间相关联。

例如` timescale 1ns /100ps 此语句说明时延时间单位为1ns并且时间精度为100ps (时间精度是指所有的时延必须被限定在内)3. 在过程赋值语句中可以定义哪两种时延请举例详细说明。

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。

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。

verilog hdl 习题答案Verilog HDL 习题答案Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字电路的硬件描述语言，它被广泛应用于数字系统的设计和验证。

在学习Verilog HDL的过程中，练习题是非常重要的，通过解答习题可以加深对Verilog HDL语言的理解，并提高设计和编程的能力。

下面我们将为您提供一些Verilog HDL习题的答案，希望能够帮助您更好地掌握这门语言。

1. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位全加器。

module full_adder(input wire a, b, cin,output wire sum, cout);assign sum = a ^ b ^ cin;assign cout = (a & b) | (b & cin) | (a & cin);endmodule2. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位加法器。

module adder_4bit(input wire [3:0] a, b,output wire [3:0] sum);wire c0, c1, c2;full_adder fa0(a[0], b[0], 1'b0, sum[0], c0);full_adder fa1(a[1], b[1], c0, sum[1], c1);full_adder fa2(a[2], b[2], c1, sum[2], c2);full_adder fa3(a[3], b[3], c2, sum[3], );endmodule3. 请编写一个Verilog HDL模块，实现一个4位移位寄存器。

module shift_register(input wire clk, rst, shift,input wire [3:0] in,output wire [3:0] out);reg [3:0] reg_data;always @(posedge clk or posedge rst) beginif(rst)reg_data <= 4'b0;else if(shift)reg_data <= {reg_data[2:0], in[0]};elsereg_data <= in;endassign out = reg_data;endmodule以上是一些常见的Verilog HDL习题的答案，通过这些习题的练习，相信您对Verilog HDL语言的掌握会更加深入。

Verilog HDL简介及应用1. 概述Verilog HDL作为一种硬件描述语言，在数字电路设计领域中得到了广泛的应用。

本文将从Verilog HDL的定义、特点、基本语法、应用领域等方面进行介绍，以便读者对Verilog HDL有一个清晰的认识。

2. Verilog HDL的定义Verilog HDL即Verilog Hardware Description Language，是一种硬件描述语言，用于对数字电路进行描述、模拟和验证。

它是一种硬件描述语言，类似于C语言，但是它更关注于硬件层面的描述和设计。

3. Verilog HDL的特点（1）泛型性：Verilog HDL支持泛型编程，能够描述各种类型的数字电路，包括组合逻辑和时序逻辑。

（2）并发性：Verilog HDL支持并发描述，在描述数字电路时可以使用并发结构描述各个逻辑单元的交互关系。

（3）模块化：Verilog HDL支持模块化设计，模块之间可以进行层次化的描述和连接，使得复杂的电路可以被分解成多个独立的模块进行设计和验证。

4. Verilog HDL的基本语法（1）模块声明：使用module关键字声明一个模块，包括输入、输出和内部信号的声明。

（2）数据类型：Verilog HDL支持多种数据类型，包括bit、reg、wire、integer等。

（3）运算符：Verilog HDL支持各种运算符，包括赋值运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符等。

（4）控制结构：Verilog HDL支持if-else、for循环、while循环等控制结构。

（5）并发语句：Verilog HDL使用always关键字和符号来描述并发执行的逻辑。

5. Verilog HDL的应用领域Verilog HDL广泛应用于数字电路的设计、仿真和验证之中，包括但不限于：（1）集成电路(IC)设计：Verilog HDL可用于描述芯片内部的数字电路，进行功能验证和时序分析。

注意：9.3 程序代码由于本章所涉及的实例程序太长，并因篇幅所限我们把它放到了 的“下载专区”。

请到该书源代码文件的根目录寻找：JPEG 实例程序.doc ，这个文件就是本章所用的代码。

第1章 习题1．解释目前市面上的MP3 Player 为什么多采用DSP based 的设计，而在液晶屏幕里的图像缩放控制器（Scaler ）为什么都采用硬件（Hardwire based ）的设计。

mp3的动作时钟低，若采用硬件设计，则许多电路大部分时间皆在闲置状况，以DSP 设计，调整程序即能解码WMA 的编码格式，这是硬件设计难以办到的。

Scaler 的动作频率在SVGA 时高达135MHz ，且功能性单纯，并不需要太大的弹性，故适宜采用硬件架构设计。

若采用DSP 设计，频宽和时钟将难以满足。

2．叙述为什么需要做形式验证（Formal Verification ）。

最初是因为后端（AP&R ）为了满足时序上的要求而加入Buffer ，这使得电路存在功能被改变的风险，因此需要做形式验证。

不过近年来形式验证已发展到 RTL-RTL 、RTL-Gate 、Gate-Gate 的互相比较，且在测试电路的加入后，形式验证显得更加重要。

3．试简述IC 开发的流程。

参考本章1.2节部分4．解释需降低系统功率消耗的原因。

5．假设电路操作情形如图1-65所示，试估计电路消耗的Internal power 及Switching power 。

0.3pf第2章 习题1．描述一个模块通常会包含哪些部分？其中有哪些是必要的？模块名称、输出入管脚、管脚声明、参数定义、include 声明、变量声明、程序主体、endmodule 。

只有模块名称、endmodule 、变量声明、程序主体是必要的。

2．利用我们在数字逻辑里学到的知识，将四输入的多任务器以其他逻辑器件（如NOR Gate）实现。

3．定义一输入及四输出，输入输出都为8 位，两个选项的多任务器，其输出输入可以以表格描述如下。

'■匚织川昭1二絶匸AVerilog HDL 设计练习进阶(一)练习一•简单的组合逻辑设计目的：掌握基本组合逻辑电路的实现方法。

这是一个可综合的数据比较器，很容易看出它的功能是比较数据a 与数据b ，如果两个数据相同，则给出结果 1否则给出结果0。

在Verilog HDL 中，描述组合逻辑时常使用 assign 结 构。

注意equal=(a==b)?1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。

模块源代码：// -------------- compare.v ----------------- module compare(equal,a,b); in put a,b; output equal;assign equal=(a==b)?1:0; //a等于 b 时，equal 输出为 1 ； a 不等于 b 时，//equal输出为0。

en dmodule测试模块用于检测模块设计得正确与否，它给出模块的输入信号，观察模块的内部信号和 输出信号，如果发现结果与预期的有所偏差，则要对设计模块进行修改。

compare compare1(.equal(equal),.a(a),.b(b)); // en dmodule仿真波形(部分)测试模块源代码：'timescale 1ns/1ns // 'in elude "./compare.v" // //module comparetest; reg a,b;wire equal; in itial //in itial begin a=0; b=0;#100 a=0;b=1; #100 a=1;b=1; #100 a=1;b=0; #100 $stop; // end定义时间单位。

包含模块文件。

在有的仿真调试环境中并不需要此语句。

而需要从调试环境的菜单中键入有关模块文件的路径和名称常用于仿真时信号的给出。