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Verilog语言编程基础

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Verilog-HDL基本语法

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）。

verilog教程

verilog教程

verilog教程Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字系统的行为和结构。

它是一种流行的HDL，广泛用于硬件设计和验证领域。

本教程将介绍Verilog的基本概念和语法，以帮助初学者入门。

一、Verilog的基本概念1.1 什么是VerilogVerilog是一种描述数字系统的语言，它可以用来描述硬件电路、验证设计的正确性以及进行电路仿真。

1.2 Verilog的应用领域Verilog广泛应用于硬件设计和验证领域，包括用于开发ASIC（应用特定集成电路）、FPGA（现场可编程门阵列）以及其他数字系统的设计。

1.3 Verilog的版本Verilog有多个版本，包括Verilog-1995、Verilog-2001以及最新的Verilog-2005、这些版本之间有一些语法和功能上的差异。

二、Verilog的语法结构2.1模块和端口在Verilog中，所有的电路描述都是由模块（module）组成的。

模块是电路的基本组成单元，可以看作是一个黑盒子，它接受一些输入，产生一些输出。

2.2信号声明在Verilog中，我们需要声明所有的输入和输出信号。

可以使用`input`和`output`关键字来声明这些信号。

2.3电路实现Verilog允许使用多种语句和结构来描述电路的行为和结构。

这些语句包括顺序语句、条件语句、循环语句以及层次结构。

2.4实例化模块在一个模块中，我们可以实例化其他的模块。

这样可以将一个大的电路拆分成多个小的模块，方便编写和测试。

三、Verilog的仿真和验证3.1静态验证Verilog语言本身提供了很多语法和语义层面的验证功能，对于语法和类型错误会有相应的提示。

3.2激励设计在进行电路验证时，我们需要为输入信号提供激励。

Verilog提供了一种称为`testbench`的特殊模块，用于生成输入信号并将其应用到待验证的电路中。

3.3波形仿真在Verilog中，我们可以使用仿真器来模拟电路的行为，并生成波形图来验证电路是否按预期工作。

verilog 教程

verilog 教程

Verilog 的应用
Verilog HDL是一种用于数字逻辑电路设计的语言: - 用Verilog HDL描述的电路设计就是该电路
的 Verilog HDL模型。 - Verilog HDL 既是一种行为描述的语言也 是一种结构描述的语言。
这也就是说，既可以用电路的功能描述也可以用元器件和它们之间的连接来建立所设计电路的 Verilog HDL模型。Verilog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：
state <= state <= state <= state <= 2 ’bxx;
Start; Stop; Clear; Idle;
设计示例四 （续）
always @(state or Reset or A) begin if ( !Reset) F = 0; else if (state == Stop) F = 1; end
设计示例一
• 用门级结构描述D触发器：
设计示例一 module input output nand #10 flop(data,clock,clear,q,qb); data,clock,clear; q,qb; nd1(a,data,clock,clear), nd2(b,ndata,clock), nd4(d,c,b,clear), nd5(e,c,nclock), nd6(f,d,nclock), nd8(qb,q,f,clear); nd3(c,a,d), nd7(q,e,qb); iv1(ndata,data), iv2(nclock,clock);
设计示例四 （续）
always @(posedge Clock) if (!Reset) begin state <= Idle; end else case (state) Idle: if (A) Start: if (!A) Stop: if (A) Clear: if (!A) default: state <= endcase

2024版Verilog编程规范(华为)

2024版Verilog编程规范(华为)
自动化测试实现
实现自动化测试流程，提高测试 效率和准确性。
06
代码审查与质量保证
代码审查流程介绍
提交代码
开发人员将代码提交到代码审查 系统中。
分配审查任务
系统或审查组长将审查任务分配 给审查人员。
代码审查
审查人员对代码进行逐行审查， 检查是否符合编程规范和质量要
求。
审查通过
经过多轮反馈和整改后，代码符 合要求，审查通过。
通过定期的培训、分享和宣传活动，提高开 发人员对Verilog编程规范的认识和重视程度。
引入自动化检查工具
建立持续改进机制
研究和引入自动化检查工具，对Verilog代码 进行静态分析和规范检查，进一步提高代码 质量和开发效率。
建立规范的持续改进机制，收集开发人员的 反馈和建议，及时调整和优化规范内容。
可重用性原则
模块应具有高内聚、低耦 合的特点，便于在不同项 目中重用。
可维护性原则
模块应易于理解、测试和 修改，以降低维护成本。
顶层结构设计方法
自顶向下设计
从系统整体需求出发，逐 步细化到各个模块的设计 和实现。
模块化设计
将系统划分为多个独立的 模块，每个模块承担一定 的功能，便于并行开发和 维护。
减少错误和提高代码质量
02
规范的编程习惯有助于减少编码过程中的错误，提高代码的稳
定性和可靠性。
促进知识共享和传承
03
统一的编程规范有利于知识的积累和传承，降低新人学习成本，
提高团队整体技术水平。
适用范围及对象
适用范围
本规范适用于使用Verilog语言进 行硬件描述和设计的所有场景，包 括但不限于数字电路设计、验证、 仿真等。
端口名应避免与模块内部变量名冲突。

FPGA笔记之verilog语言(基础语法篇)

FPGA笔记之verilog语言(基础语法篇)

FPGA笔记之verilog语言（基础语法篇）笔记之verilog语言（基础语法篇）写在前面：verilogHDL语言是面对硬件的语言，换句话说，就是用语言的形式来描述硬件线路。

因此与等软件语言不同，假如想要在实际的中实现，那么在举行verilog语言编写时，就需要提前有个硬件电路的构思和主意，同时，在编写verilog语言时，应当采纳可综合的语句和结构。

1. verilog 的基础结构1.1 verilog设计的基本单元——module在数字电路中，我们经常把一些复杂的电路或者具有特定功能的电路封装起来作为一个模块用法。

以后在运用这种模块化的封装时，我们只需要知道：1.模块的输入是什么；2.模块的输出是什么；3.什么样的输入对应什么样的输出。

而中间输入是经过什么样的电路转化为输出就不是我们在用法时需要特殊重视的问题。

当无数个这样的模块互相组合，就能构成一个系统，解决一些复杂的问题。

verilog语言的基础结构就是基于这种思想。

verilog中最基本的模块是module，就可以看做是一个封装好的模块，我们用verilog来写无数个基本模块，然后再用verilog描述多个模块之间的接线方式等，将多个模块组合得到一个系统。

那么一个module应当具有哪些要素呢？首先对于一个module，我们应当设计好其各个I/O，以及每个I/O的性质，用于与模块外部的信号相联系，让用法者知道如何连线。

第二，作为开发者，我们需要自己设计模块内部的线路来实现所需要的功能。

因此需要对模块内部浮现的变量举行声明，同时通过语句、代码块等实现模块的功能。

综上所述，我们把一个module分成以下五个部分：模块名端口定义I/O解释第1页共9页。

数字电子技术基础Verilog语言编程设计习题

数字电子技术基础Verilog语言编程设计习题

数字电子技术基础Verilog语言编程设计习题Verilog语言是数字电子技术中广泛应用的硬件描述语言，本文将介绍一些基础的Verilog编程设计习题。

通过完成这些习题，读者能够加深对数字电子技术和Verilog语言的理解，并提高Verilog编程的能力。

一、多输入多输出逻辑门设计习题1. 设计一个四位全加器，实现任意两个四位二进制数的相加运算功能。

module full_adder(input [3:0] A,input [3:0] B,input Cin,output [3:0] S,output Cout);wire [3:0] sum;assign sum[0] = A[0] ^ B[0] ^ Cin;assign sum[1] = A[1] ^ B[1] ^ (A[0] & B[0]) ^ Cin;assign sum[2] = A[2] ^ B[2] ^ (A[1] & B[1]) ^ (A[0] & B[0]) ^ Cin;assign sum[3] = A[3] ^ B[3] ^ (A[2] & B[2]) ^ (A[1] & B[1]) ^ (A[0] & B[0]) ^ Cin;assign S = sum;assign Cout = (A[3] & B[3]) ^ (A[2] & B[2]) ^ (A[1] & B[1]) ^ (A[0] & B[0]) ^ Cin;endmodule2. 设计一个八位比较器，判断两个八位二进制数是否相等。

module comparator(input [7:0] A,input [7:0] B,output EQ);wire [7:0] difference;assign difference = A ^ B;assign EQ = (difference[7] | difference[6] | difference[5] | difference[4] | difference[3] | difference[2] | difference[1] | difference[0])==0;endmodule二、时序逻辑电路设计习题1. 设计一个六位计数器，实现每秒钟加一功能。

verilog hdl 的编程方法

verilog hdl 的编程方法Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字电路的编程语言。

它是一种硬件描述语言，用于设计和模拟数字系统，如集成电路（IC）或系统级芯片（SoC）。

本文将介绍Verilog HDL的编程方法，以帮助读者更好地理解和使用该语言。

编写Verilog HDL代码时，需要遵循一定的结构和规范。

一个典型的Verilog HDL文件通常包括模块声明、输入输出端口定义、内部信号声明和逻辑实现等部分。

模块声明指定了模块的名称，输入输出端口定义了模块的接口，内部信号声明用于定义模块内部的信号，逻辑实现则描述了模块的功能。

在Verilog HDL中，模块内部的功能通常使用组合逻辑和时序逻辑来实现。

组合逻辑是指输出只依赖于输入的当前值，而不依赖于任何以前的状态。

时序逻辑则依赖于时钟信号和触发器的状态，输出会延迟一定的时间才会更新。

编写组合逻辑时，可以使用逻辑门、选择器和多路复用器等基本元件进行逻辑运算和信号选择。

编写时序逻辑时，需要考虑时钟边沿和触发器的使用，以确保正确的时序行为。

在Verilog HDL中，还可以使用模块实例化和层次结构来组织和重用代码。

模块实例化是指将一个模块作为另一个模块的子模块使用，以便在一个更高级别的设计中使用已有的模块。

层次结构则是指将模块按照层次关系组织起来，以便更好地管理和理解复杂的设计。

模块实例化和层次结构的使用可以提高代码的可读性和维护性。

Verilog HDL还支持分层设计和参数化设计。

分层设计是指将整个设计分为多个层次，每个层次负责不同的功能。

这样可以使设计更加模块化，便于调试和修改。

参数化设计是指使用参数来定义和配置模块的行为。

通过参数化设计，可以根据不同的需求生成不同的模块实例，提高代码的复用性和灵活性。

在Verilog HDL中，也可以使用测试台和仿真工具来验证设计的正确性。

测试台是一种用于生成输入和检查输出的测试环境，通过测试台可以模拟不同的输入情况，并验证输出的正确性。

Verilog入门

第五章verilog语言isesuntujneducn第五章verilog语言通过具体实例讲解verilog的语法快速掌握verilog的语法与结构veriloghdl结构verilog语法与实例第五章verilog语言verilogverilog是在c语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言由gatewayautomation于1983年首创并于1995年成为ieee标准即ieeestandard1364第五章verilog语言verilog支持不同抽象层次的精确描述以及混合模拟如行为级rtl级开关级等whilebreakcaseloop以及int等数据类型包含完整的组合逻辑元件如andorxor等无需自行定义支持元件门级延时和元件门级驱动强度nmospmos第五章verilog语言verilog与c语言的联系与区别项目verilog执行顺序顺序执行并行执行时序概念无延迟存在延迟语法限制灵活完善限制严格需要有数字电路的知识第五章verilog语言verilog开关级
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
• 数字表示：整数，实数 整数：+/- <位宽> ‘<基数符号> <数值>
<位宽>：指定整数的大小，以bit为单位。
<基数符号>：指定整数的基数，可以是b（binary）二进
制；o（octal）八进制；d（decimal）十进制；h（hex－
adecimal）十六进制。
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
• Verilog的四种逻辑状态： 0：逻辑零、逻辑非、低电平 1：逻辑1、逻辑真、高电平 x或X：不定态 z或Z：高阻态
第五章 Verilog 语言

Verilog语言编程基础

• /* $d i s p l a y 系统任务在新的一行中显示。* /
• $t i m e • / /该系统任务返回当前的模拟时间。
第十五页，共48页。
Verilog的语言要素－编译指令
• 以`〔反引号〕开场的某些标识符是编译器指令。 • 在Verilog 语言编译时，特定的编译器指令在整个编译过程中有
效〔编译过程可跨越多个文件〕，直到遇到其它的不同编译程 序指令。
• 完好的标准编译器指令如下:
• `define, `undef • `ifdef, `else, `endif • `default_nettype
• `include • `resetall • `timescale
• `unconnected_drive, `nounconnected_drive • `celldefine, `endcelldefine
的语句都是注释语句，因此可扩展到多行。如： • /* statement1 ，
• statement2，
• .. ...
• statementn */ • 以上n个语句都是注释语句。
• 是以 // 开头的语句，它表示以 // 开场到本行完毕都 属于注释语句。
第十三页，共48页。
Verilog的语言要素－格式
HDL：硬件描绘语言 (Hardware Description Language)
目前通用的 HDL 语言有VHDL和Verilog两种。目前多 数 FPGA 厂商都有自己的逻辑综合工具，或者采用第 三方的设计综合工具来支持自己的器件开发。这是由于 HDL完成的设计具有可移植、易维护、好理解的性能。
–
{expr1, expr2, . . .，exprN}

硬件描述语言verilog_HDL基础


12
1.4 Verilog 目前的应用情况和适用的设计
Verilog 较为适合系统级(System)、算法 级(Alogrithem)、寄存器传输级(RTL)、逻辑 (Logic)、门级(Gate)和电路开关级(Switch)的
设计，而对于特大型（千万门级以上）的系 统级(System)设计，则VHDL更为合适。
2020/2/28
13
1.5 采用 Verilog HDL 设计复杂数字电路的优点
1.5.1 传统设计方法——电路原理图输入法
采用电路原理图输入法进行设计，周期长、需 要专门的设计工具、需手工布线等。这种低水平的 设计方法大大延长了设计周期。
2020/2/28
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1.5.2 Verilog HDL 设计法与传统的电路 原理图输入法的比较
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3
什么是硬件描述语言
具有特殊结构能够对硬件逻辑电路的功能进行描述的一种高级 编程语言
这种特殊结构能够：
描述电路的连接 描述电路的功能 在不同抽象级上描述电路 描述电路的时序 表达具有并行性
HDL主要有两种：Verilog和VHDL
Verilog起源于C语言，因此非常类似于C语言，容易掌握 VHDL格式严谨 VHDL出现较晚，但标准化早。IEEE 1706-1985标准。
2020/2/28
24
概述
Verilog HDL行为描述语言具有以下功能：
• 可描述顺序执行或并行执行的程序结构。 • 用延迟表达式或事件表达式来明确地控制过程的启动时间。 • 通过命名的事件来触发其它过程里的激活行为或停止行为。 • 提供了条件如if-else、case、循环程序结构。 • 提供了可带参数且非零延续时间的任务(task)程序结构。 • 提供了可定义新的操作符的函数结构(function)。 • 提供了用于建立表达式的算术运算符、逻辑运算符、位运算 符。 • Verilog HDL语言作为一种结构化的语言也非常适合于门级 和开关级的模型设计。
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• 如： • input A；input B；与 • input A； • input B；
– 功能是一样的，但是这方面公司有严格的书写规范。
Verilog的语言要素－系统任务
• 以$字符开始的标识符表示系统任务。 • 任务提供了一种封装行为的机制。这种机制可在
设计的不同部分被调用。任务可以返回0个或多 个值。 • 函数在0时刻执行，即不允许延迟。
• $d i s p l a y ("Hi, you have reached LT today"); • /* $d i s p l a y 系统任务在新的一行中显示。* / • $t i m e • / /该系统任务返回当前的模拟时间。
Verilog的语言要素－编译指令
• 以`（反引号）开始的某些标识符是编译器指令。 • 在Verilog 语言编译时，特定的编译器指令在整个编译过
Verilog的语言要素
标识符 注释 格式 系统任务和函数 编译指令 值集合 数据类型 参数
Verilog的语言要素－标识符
• 标识符( identifier）用于定义模块名、端口名、信 号名等。
• Verilog HDL 中的标识符( identifier )可以是任意一 组字母、数字、$符号和_(下划线)符号的组合，但 标识符的第一个字符必须是字母或者下划线。另外， 标识符是区分大小写敏感的。以下是标识符的几个 例子：
• /* statement1 ， • statement2， • .. ... • statementn */ • 以上n个语句都是注释语句。
– 是以 // 开头的语句，它表示以 // 开始到本行结束都属 于注释语句。
Verilog的语言要素－格式
• 自由的书写格式：
– Verilog HDL的书写格式是自由的，即一条语句可多行 书写；一行可写多个语句。白空（新行、制表符、空 格）没有特殊意义。
• 整个逻辑设计就是通过模块之间的例化（instantiation） 来构成一个整体的。
• 逻辑设计的思想体现了自顶向下的设计方法
系统级的顶层模块
模块A
模块B
模块C
模块 模块A2
模块C1 模块C2
模块名
模块间的例化方法
• 要求：
– 每个文件只包 含一个模块 。
– 模块名和文件 名保持一致。
实例名
目前通用的 HDL 语言有VHDL和Verilog两种。目 前多数 FPGA 厂商都有自己的逻辑综合工具，或 者采用第三方的设计综合工具来支持自己的器件 开发。这是由于HDL完成的设计具有可移植、易 维护、好理解的性能。
HDL语言简介
VHDL语言最初于1981年由美国国防部（DOD）为解决所 有电子产品存档而提出了一种统一标准语言，1987年 成为IEEE1076'87标准.1993年后,形成IEEE1164, 以 解决可综合VHDL描述在不同EDA厂商之间的移植问题， 及ASIC/FPGA的门级库描述问题。
endmodule
模块的结构需按上面的顺序进行，声明区用来对信号方向、信号数据类型、函数、 任务、参数等进行描述。语句区用来对功能进行描述如：器件调用 （Module instantiation ）等。
Verilog的语言要素
Verilog语言中常用语句 Verilog语言的4大法宝 Verilog语言中阻塞和非阻塞赋值 Verilog语言中常见的错误
端口信号映射关系
模块的基本语法结构
module module_name (port_list) ;
Declarations : reg, wire, parameter, input, output, inout, function, task, . . .
Statements : Initial statement Always statement Module instantiation Gate instantiation UDP instantiation Continuous assignment
Verilog语言最早由Gateway设计自动化公司于1981年 提出，并提供相应的Verilog仿真器。1985年，仿真 器增强版Verilog-XL推出。Cadence公司于1989年收 购Gateway公司，并于1990年把Verilog语言推向市场， 而保留了Verilog-XL的所有权。1995年，Verilog成 为IEEE1364标准。
Verilog 中的模块（Module）
Verilog的语言要素 Verilog语言中常用语句 Verilog语言的4大法宝 Verilog语言中阻塞和非阻塞赋值 Verilog语言中常见的错误
Verilog中的模块
• 模块是Verilog 的基本描述单位，用于描述某个设计 的功能或结构及其与其他模块通信的外部端口。
• Verilog HDL 定义了一系列保留字，叫做关键词， 附录A 列出了语言中的所有保留字。注意只有小写 的关键词才是保留字。例如，标识符always (这是 个关键词)与标识符ALWAYS(非关键词)是不同的。
Verilog的语言要素－注释
• 两种注释的方式：
– 以“/*”符号开始，“*/” 结束，在两个符号之间的 语句都是注释语句，因此可扩展到多行。如：
HDL语言简介
VHDL\Verilog 比较:
两种语言均可有效地描述RTL级（寄存 器传输级），但在行为/系统级，Verilog需要 PLI的支持，门级以下级Verilog 则有较大优 势。对于两种语言来说，没有一种语言能描述 的功能而另一种不能实现的。考虑到目前大多 数的ASIC厂家支持Verilog网表，我们今后将 主要推行使用 VerilogHDL。
VerilogHDL语言编程基础
HDL语言简介
Verilog 中的模块（Module） Verilog的语言要素
Verilog语言中常用语句 Verilog语言的4大法宝 Verilog语言中阻塞和非阻塞赋值 Verilog语言中常见的错误
HDL语言简介
HDL：硬件描述语言 (Hardware Description Language)