浙大本科VerilogHDL(教学)

VERILOG HDL精简教程什么是verilog HDL?verilog是一种硬件描述语言，可以在算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次上对数字系统建模。

它可以描述设计的行为特性、数据流特性、结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。

此外，verilog提供了编程语言接口，通过该接口用户可以在模拟、验证期间从外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。

verilog不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。

因此，用这种语言编写的模型能够使用verilog仿真器进行验证。

verilog从C语言中继承了多种操作符和结构，所以从结构上看两者有很多相似之处。

设计流程：功能设计>用verilog描述电路>软件模拟与仿真>考察结果>逻辑综合>代码下载到硬件电路>完成。

1. 基本机构1.1 模块模块（module）是verilog最基本的概念，也是v设计中的基本单元。

每个v设计的系统都是由若干模块组成的。

A：模块在语言形式上是以关键词module开始，以关键词endmodule结束的一段程序。

B：模块的实际意义是代表硬件电路上的逻辑实体。

C：每个模块都实现特定的功能。

D：模块的描述方式有行为建模和结构建模之分。

E：模块之间是并行运行的。

F：模块是分层的，高层模块通过调用、连接低层模块的实例来实现复杂的功能。

G：各模块连接完成整个系统需要一个顶层模块（Top-module）。

无论多么复杂的系统，总能划分成多个小的功能模块。

因此系统的设计可以按照下面三个步骤进行：（1）把系统划分成模块；（2）规划各模块的接口；（3）对模块编程并连接各模块完成系统设计。

模块的结构是这样的：module <模块名>（<端口列表>）；<定义><模块条目>endmodule其中：【模块名】是模块唯一的标识符；【端口列表】是输入、输出和双向端口的列表，这些端口用来与其他模块进行连接。

1．互连开关（IS）由以下元件组成：一个共享存储器（MEM），一个系统控制器（SC）和一个数据交换开关（Xbar）。

a．使用关键字module和endmodule定义模块MEM，SC和Xbar。

不需要定义模块的内容，并且假设模块没有端口列表。

b．使用关键字module和endmodule定义模块IS。

在IS中调用（实例引用）MEM，SC和Xbar模块，并把它们分别命名为mem1，sc1和xbar1。

不需要定义模块的内容，并且假设模块没有端口列表。

c．使用关键字module和endmodule定义激励块（Top）。

在Top模块中调用IS模块，将其命名（或称实例化、具体化）为is1。

答：module MEM;endmodulemodule SC;endmodulemodule Xbar;endmodulemodule IS;MEM mem1;SC sc1;Xbar xbar1;endmodulemodule TOP;IS is1;endmodule2．一个四位脉动进位加法器由4个一位全加器组成。

a．定义模块FA。

不需要定义模块内容和端口列表。

b．定义模块Ripple_Add，不需要定义模块内容和端口列表。

在模块中调用4个FA类型的全加器，把它们分别命名为fa0，fa1，fa2和fa3。

答：module FA;endmodulemodule Ripple_Add;FA fa0;8Verilog HDL数字设计与综合（第二版）FA fa1;FA fa2;FA fa3;endmodule。

verilog hdl教材
Verilog HDL教材有很多，以下是一些推荐：
《EDA技术实用教程：Verilog/HDL版（第6版）》，潘松、黄继业著，大中专教材教辅/书籍/大学教材。

《Verilog HDL与CPLD/FPGA项目开发教程第3版》，对ASIC/FPGA
系统芯片工程设计开发的关键技术与流程进行了深入讲解，内容包括：集成电路芯片系统的建模，电路结构权衡、流水线技术、多核微处理器、功能验证、时序分析、测试平台、故障模拟、可测性设计、逻辑综合、后综合验证等集成电路系统的前后端工程设计与实现中的关键技术及设计案例。

此外，HDL Bits和牛客网也有相关课程推荐，HDL Bits上面从最基础的wire，vector等基础概念，到各种门电路，组合电路，时序电路应有尽有，非常全面！同时还有在线仿真的功能。

以上推荐仅供参考，建议根据自身需求选择合适的教材。

VerilogHDL入门教程第一部分：Verilog HDL概述（约200字）Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述和建模数字电路和系统。

它是一种被广泛使用的硬件设计语言，特别适合用于逻辑设计和验证。

Verilog HDL提供了一种形式化的方式来表示数字电路和系统的行为和结构，使得工程师可以更轻松地进行硬件设计和验证。

第二部分：Verilog HDL基础（约400字）在Verilog HDL中，最基本的组成单元是模块。

模块是Verilog HDL中的一个独立的、可重用的单元，可以由其他模块实例化和连接。

每个模块由端口（输入和输出）和内部功能（如逻辑代码和信号声明）组成。

module and_gate(input a, input b, output y);assign y = a & b;endmodule这个模块表示一个与门，它有两个输入a和b，一个输出y。

使用assign语句，我们将输出y连接到输入a和b的逻辑与操作。

第三部分：Verilog HDL高级特性（约400字）除了基本的模块和连接之外，Verilog HDL还提供了一些高级特性，用于更复杂的电路建模和验证。

一种特殊的构造是always块。

always块用于描述模块内的行为，基于一个条件或时钟信号的变化。

例如，下面是一个使用always块的模块示例：module counter(input clk, input enable, output reg count);if (enable)count = count + 1;endendmodule这个模块表示一个简单的计数器，在时钟上升沿时根据enable信号增加计数器的值。

Verilog HDL还支持层次化的建模，允许将模块层次化地组织起来，以便更好地管理和复用代码。

层次化建模通过使用模块的层次命名和连接来实现。

例如，我们可以将上面的计数器模块实例化为另一个模块，如下所示：module top_module(input clk, input enable, output reg count);countercounter_inst(.clk(clk), .enable(enable), .count(count));endmodule这个模块实例化了上面定义的计数器模块，并将其内部信号和端口连接到外部接口。

veriloghdl课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Verilog HDL的基本语法和结构，掌握数字电路设计的基本原理；2. 学会使用Verilog HDL进行简单的数字电路设计和仿真；3. 掌握Verilog HDL中的模块化设计方法，能够阅读和分析中等难度的Verilog代码；4. 了解FPGA的基本原理，能够将Verilog HDL代码在FPGA开发板上实现硬件编程。

技能目标：1. 能够运用Verilog HDL编写基本的组合逻辑和时序逻辑电路；2. 独立完成简单的数字信号处理系统的设计、仿真和硬件测试；3. 掌握使用Verilog HDL进行代码调试和优化的基本技巧；4. 培养学生的团队合作能力和问题解决能力，能够在项目中进行有效的沟通与协作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路设计的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立良好的工程伦理观念；3. 增强学生的国家意识，认识到我国在集成电路领域的发展现状和重要性，激发学生的爱国情怀；4. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技进步对国家和社会发展的贡献。

本课程针对高年级学生，以项目为导向，注重理论与实践相结合。

在教学过程中，教师需关注学生的学习特点，充分调动学生的主观能动性，培养学生的实际操作能力和创新能力。

课程目标旨在使学生能够掌握Verilog HDL的基本知识和技能，为今后在集成电路设计和开发领域的发展奠定基础。

通过本课程的学习，学生将能够独立完成数字电路的设计和实现，为我国集成电路产业的发展贡献自己的力量。

二、教学内容1. Verilog HDL基础语法：包括数据类型、运算符、赋值语句、控制结构等，对应教材第一章内容；2. 数字电路设计原理：介绍组合逻辑电路和时序逻辑电路设计方法，对应教材第二章内容；3. Verilog HDL模块化设计：学习模块定义、端口声明、模块调用等，对应教材第三章内容；4. 常用数字电路设计实例：分析并实践触发器、计数器、状态机等设计，对应教材第四章内容；5. 仿真与调试技巧：掌握ModelSim仿真工具的使用，学习代码调试和优化方法，对应教材第五章内容；6. FPGA硬件编程：了解FPGA基本原理，学习将Verilog HDL代码烧写到FPGA开发板，对应教材第六章内容；7. 项目实践：分组进行项目设计，包括数字信号处理系统、通信系统等，综合运用所学知识，对应教材第七章内容。

第二章 Verilog HDL设计方法概述前言随着电子设计技术的飞速发展，专用集成电路(ASIC)和用户现场可编程门阵列（FPGA）的复杂度越来越高。

数字通信、工业自动化控制等领域所用的数字电路及系统其复杂程度也越来越高，特别是需要设计具有实时处理能力的信号处理专用集成电路，并把整个电子系统综合到一个芯片上。

设计并验证这样复杂的电路及系统已不再是简单的个人劳动，而需要综合许多专家的经验和知识才能够完成。

由于电路制造工艺技术进步非常迅速，电路设计能力赶不上技术的进步。

在数字逻辑设计领域，迫切需要一种共同的工业标准来统一对数字逻辑电路及系统的描述，这样就能把系统设计工作分解为逻辑设计（前端）和电路实现（后端）两个互相独立而又相关的部分。

由于逻辑设计的相对独立性就可以把专家们设计的各种常用数字逻辑电路和系统部件（如FFT算法、DCT算法部件）建成宏单元（Megcell)或软核（Soft-Core）库供设计者引用，以减少重复劳动，提高工作效率。

电路的实现则可借助于综合工具和布局布线工具（与具体工艺技术有关）来自动地完成。

VHDL和Verilog HDL这两种工业标准的产生顺应了历史的潮流，因而得到了迅速的发展。

作为跨世纪的中国大学生应该尽早掌握这种新的设计方法，使我国在复杂数字电路及系统的设计竞争中逐步缩小与美国等先进的工业发达国家的差距。

为我国下一个世纪的深亚微米百万门级的复杂数字逻辑电路及系统的设计培养一批技术骨干。

2.1.硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)硬件描述语言(HDL)是一种用形式化方法来描述数字电路和设计数字逻辑系统的语言。

它可以使数字逻辑电路设计者利用这种语言来描述自己的设计思想，然后利用电子设计自动化(在下面简称为EDA)工具进行仿真，再自动综合到门级电路，再用ASIC或FPGA实现其功能。

目前，这种称之为高层次设计(High-Level-Design)的方法已被广泛采用。

Verilog HDL程序设计教程红色:做后有错。

粉红色:有疑问。

紫色:第二次仍有错。

绿色:文字错误第1章EDA技术综述 1.1引言1.摩尔定律1.2EDA的发展阶段1.阶段1.3设计方法与设计技术1.两种设计思路2.IP的含义3. IP核的分类。

4. SOC的含义1.4EDA的实现1.实现方法第2章EDA设计软件与设计流程 2.2EDA的设计流程1(FPGA的设计流程 2(综合的定义与类型。

3(仿真的类型第3章Verilog HDL设计初步(P18) 3.2完整的Verilog HDL设计1. 4位全加器的和4位计数器的程序。

2. 4位全加器的仿真程序(1.时间头文件 2.模块名(没有参数)3.参数规定(端口、延时、时钟)4.调用测试对象 5.设置参数(所有的输入端口都应初始化赋值)6.显示设置)。

3.3Verilog模块基本结构剖析 1.端口定义注意事项。

2.逻辑功能定义的几种方式第4章Verilog HDL语言要素(P32)4.1词法1.verilog中的四种基本逻辑状态4.2数据类型1.连线型(Net Type)的特点2.寄存器型(Register Type):定义、与连线型区别(赋值、保值)3.Parameter的使用格式4.3寄存器和存储器1.寄存器定义格式和标矢性2.存储器:定义、格式、位区选择方法4.3运算符1.等式与全等式的区别2.位拼接运算符第5章Verilog HDL行为语句(P45)5.2 Verilog HDL中的过程语句1.always过程语句格式。

2.initial过程语句格式。

5.3 块语句1.块语句。

2.用begin—end产生周期为10的个单位时间的方波.3.用fork—join产生周期为10的个单位时间的方波5.4赋值语句1.分类。

2.阻塞赋值和非阻塞赋值的区别5.5条件语句1.例5.11(模为60的BCD码加法计数器)2.case语句的三种表达形式5.6循环语句1.Verilog HDL中4种类型循环语句。

VerilogHDL教程verilog hdl教程一、Verilog HDL概述二、Verilog HDL语法1.模块定义和端口声明模块是Verilog HDL的基本单元，用于描述电路的结构和行为。

以下是一个简单的模块定义和端口声明的例子：module adderinput wire [3:0] a,input wire [3:0] b,output wire [3:0] sum//模块内部的逻辑和信号声明//...endmodule2.信号声明和赋值wire [3:0] a;reg [3:0] b;assign a = 4'b0110;b<=a;end3.组合逻辑和时序逻辑组合逻辑通过组合逻辑操作（如AND，OR，XOR等）来描述电路的行为。

时序逻辑通过时钟沿的触发条件来描述电路的行为。

以下是组合逻辑和时序逻辑的例子：//组合逻辑assign c = a & b;assign d = a ^ b;//时序逻辑if (reset) begine<=0;end else begine<=a+b;endend三、Verilog HDL用法1.模块实例化add4 adder_inst.a(a),.b(b),.sum(sum)2.仿真和验证Verilog HDL可以使用仿真工具进行仿真和验证。

常用的仿真工具包括ModelSim，Xilinx ISE和Cadence Incisive等。

仿真工具可以使用Verilog HDL代码来模拟和验证电路的功能和性能。

四、总结Verilog HDL是一种用于描述数字电路的硬件描述语言。

它提供了一种清晰，结构化的方式来描述电路的行为和结构。

通过模块化的设计和调试，Verilog HDL使设计人员能够更好地建模和分析复杂的电路。

它支持多种级别的抽象，如行为级，RTL级和门级，以满足不同层次的设计需求。

通过实例化已定义的模块和使用仿真工具，Verilog HDL可以方便地进行电路的仿真和验证。

Verilog_HDL教程
1.简介
Verilog HDL是由美国电气和电子工程师协会（IEEE）于1984年开
发的一种硬件描述语言。

它是一种面向数据流的语言，主要用于描述数字
逻辑电路的行为和结构。

Verilog HDL可以用于设计和仿真各种数字电路，如计算机处理器、存储器、控制逻辑和通信接口等。

2.基本语法
下面是Verilog HDL的基本语法元素：
2.1模块
模块是Verilog HDL中的最基本的构建单元。

每个模块都有一个名称
和一个端口列表。

端口可以是输入或输出，也可以是双向的。

2.2数据类型
2.3信号赋值
可以使用赋值运算符（=）将值赋给变量或信号。

还可以使用阻塞或
非阻塞赋值运算符来实现顺序或并发的赋值操作。

3.设计结构
4.运算符
5.仿真和验证
总结：
本教程简要介绍了Verilog HDL的基本语法和用法。

Verilog HDL是一种被广泛应用于数字电路设计的硬件描述语言。

通过学习本教程，您将能够开始使用Verilog HDL进行数字电路的设计和验证。

Verilog HDL教程提纲：第一节Verilog简介第二节HDL入门指南第三节Verilog语言要素第四节Verilog中的表达式第五节门级电路模型化第六节Verilog编码技术第七节设计练习进阶(10个设计例子和分析)第一节Verilog简介Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。

被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。

数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。

V erilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。

所有这些都使用同一种建模语言。

此外，Verilog HDL语言提供了编程语言接口，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。

V erilog HDL语言不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。

因此，用这种语言编写的模型能够使用Verilog仿真器进行验证。

语言从C编程语言中继承了多种操作符和结构。

Verilog HDL提供了扩展的建模能力，其中许多扩展最初很难理解。

但是，Verilog HDL语言的核心子集非常易于学习和使用，这对大多数建模应用来说已经足够。

当然，完整的硬件描述语言足以对从最复杂的芯片到完整的电子系统进行描述。

历史：Verilog HDL语言最初是于1983年由Gateway Design Automation公司为其模拟器产品开发的硬件建模语言。

那时它只是一种专用语言。

由于他们的模拟、仿真器产品的广泛使用，Verilog HDL 作为一种便于使用且实用的语言逐渐为众多设计者所接受。

在一次努力增加语言普及性的活动中，Verilog HDL语言于1990年被推向公众领域。

Open Verilog International （OVI）是促进Verilog发展的国际性组织。