第三章 Verilog HDL的基本语法汇总

第三章 Verilog HDL的基本语法前言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：∙系统级(system):用高级语言结构实现设计模块的外部性能的模型。

∙算法级(algorithm):用高级语言结构实现设计算法的模型。

∙RTL级(Register Transfer Level):描述数据在寄存器之间流动和如何处理这些数据的模型。

∙门级(gate-level):描述逻辑门以及逻辑门之间的连接的模型。

∙开关级(switch-level):描述器件中三极管和储存节点以及它们之间连接的模型。

一个复杂电路系统的完整Verilog HDL模型是由若干个Verilog HDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。

其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。

利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。

Verilog HDL行为描述语言作为一种结构化和过程性的语言，其语法结构非常适合于算法级和RTL级的模型设计。

这种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、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。

VerilogHDL语法基础⼀个复杂电路的完整Verilog HDL模型是由若个Verilog HDL 模块构成的，每⼀个模块⼜可以由若⼲个⼦模块构成。

利⽤Verilog HDL语⾔结构所提供的这种功能就可以构造⼀个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的⼤型设计。

每个模块的内容都是嵌在module和endmodule两个语句之间，每个模块实现特定的功能，模块是可以进⾏层次嵌套的。

每个模块⾸先要进⾏端⼝定义．并说明输⼊(input)和输出(output)，然后对模块的功能进⾏逻辑描述。

Verilog HDL程序的书写格式⾃由，⼀⾏可以写⼏个语句，⼀个语句也可以分多⾏写。

除了endmodule语句外，每个语句的最后必须有分号。

⼀个模块是由两部分组成的，⼀部分描述接⼝；另⼀部分描述逻辑功能，即定义输⼊是如何影响输出的。

模块(block)的组成Verilog HDL结构完全嵌在module和endmodule声明语句之间，每个Verilog程序包括4个主要部分：端⼝定义，I／O说明，信号类型声明和功能描述。

module<模块名>(<端⼝列表>)；端⼝说明(input,output,inout)参数定义(可选)数据类型定义连续赋值语句(assign)过程块(initial 和 always)⾏为描述语句低层模块实例任务和函数延时说明块endmodule模块声明模块声明包括模块名和端⼝列表。

其格式如下：module 模块名（端⼝１，端⼝２，端⼝３，…）；模块结束的标志为关键字：endmodule。

端⼝定义input(输⼊端⼝),output(输出端⼝)和inout(双向端⼝)。

格式如下：input 端⼝名1，端⼝名2，………,端⼝名N; //输⼊端⼝output 端⼝名1，端⼝名2，………,端⼝名N; //输出端⼝inout 端⼝名1，端⼝名2，………,端⼝名N; //输⼊输出端⼝也可以写在端⼝声明语句⾥,其格式如下(为了代码的可读性，⼀般不这么写)：module module_name(input port1,input port2,…output port1,output port2… );信号类型说明信号可以分为端⼝信号和内部信号；1. 所有信号都必须进⾏数据类型的定义，如寄存器类型（reg等）,连线类型（wire等）；2. 如果信号没有定义数据类型，则综合器将其默认为wire型；3. 端⼝的位宽最好定义在端⼝定义中,不要放在数据类型定义中；4. 不能将input和inout类型声明为reg型；模块的端⼝表⽰的是模块的输⼊和输出⼝名，也就是说，它与别的模块联系端⼝的标识。

第三章 Verilog-HDL中的语句1.基本语句1.1赋值语句赋值语句分为连续赋值语句和过程赋值语句。

1.1.1连续赋值语句1.连续赋值语句用于把值赋给wire型变量(不能为reg型变量赋值)。

语句形式为：assign A = B & C;a.只要在右端表达式的操作数上有事件(事件为值的变化)发生时，表达式即被计算；b.如果计算的结果值有变化，新结果就赋给左边的线网。

2.连续赋值的目标类型♦标量线网 wire a;♦向量线网 wire [7:0] a;♦向量线网的常数型位选择 a[1]♦向量线网的常数型部分选择 a[3:1]♦上述类型的任意的拼接运算结果 {3a[2],a[2:1]}注：多条assign语句可以合并到一起。

3.线网说明赋值连续赋值可作为线网说明本身的一部分。

这样的赋值被称为线网说明赋值。

如: wire Clear = 'b1;等价于 wire clear;assign clear=‘b1;1.1.2 过程赋值语句1.a．过程性赋值是仅仅在initial语句或always语句内的赋值b．它只能对reg型的变量赋值。

表达式的右端可以是任何表达式。

c．过程性赋值分两类：阻塞性过程赋值 =非阻塞性过程赋值<=2.语句内部时延与句间时延a．在赋值语句中表达式右端出现的时延是语句内部时延。

Done = #5 1'b1;b．通过语句内部时延表达式，右端的值在赋给左端目标前被延迟。

即右端表达式在语句内部时延之前计算，随后进入时延等待，再对左端目标赋值。

c．对比以下语句间的时延beginTemp = 1'b1;#5 Done = Temp; //语句间时延控制end3.阻塞性过程赋值a．赋值运算符是“=”的过程赋值是阻塞性过程赋值。

b．阻塞性过程赋值在在下一语句执行前，执行该赋值语句。

例：initialbeginClr = #5 0;Clr = #4 1;Clr = #10 0;end4.非阻塞性过程赋值a ．在非阻塞性过程赋值中，使用赋值符号“ <=”。

verilog知识点总结Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字电路和系统，它广泛应用于数字系统设计和仿真领域。

本文将总结一些Verilog 的重要知识点，以帮助读者更好地理解和应用Verilog。

一、Verilog的基本语法Verilog的基本语法包括模块声明、端口声明、信号声明、数据类型、运算符等。

Verilog中的模块是设计的基本单元，模块声明包括模块名和端口声明。

端口可以是输入、输出或双向的。

信号声明用于定义内部信号，可以是寄存器或线网类型。

Verilog支持多种数据类型，包括整数、浮点数、向量、数组等。

Verilog还提供了丰富的运算符，包括算术运算符、逻辑运算符、位运算符等。

二、组合逻辑电路描述Verilog可以用来描述各种组合逻辑电路，如与门、或门、非门等。

通过使用逻辑运算符和条件语句，可以很方便地描述组合逻辑电路的功能。

Verilog还提供了多种语法结构，如if语句、case语句等，用于描述复杂的逻辑功能。

三、时序逻辑电路描述时序逻辑电路是一种带有状态的电路，Verilog可以用来描述各种时序逻辑电路，如触发器、计数器、状态机等。

通过使用时钟信号和触发器，可以实现电路的时序行为。

Verilog提供了多种触发器类型，如D触发器、JK触发器、T触发器等，可以根据实际需求选择合适的触发器类型。

四、模块实例化和层次化设计Verilog支持模块的实例化和层次化设计，可以将一个模块实例化为另一个模块的一部分。

通过模块实例化，可以方便地实现模块的复用和层次化设计。

层次化设计可以使整个系统更加清晰和模块化，方便调试和维护。

五、仿真和验证Verilog可以用于对设计进行仿真和验证，以确保设计的正确性。

Verilog提供了仿真器，可以对设计进行时序仿真和波形查看。

通过仿真，可以验证设计的功能和时序行为是否符合要求。

Verilog 还支持测试向量的生成和自动验证，可以自动生成测试向量并进行自动验证。

硬件描述语言和数字系统设计第3章 VerilogVerilogVerilog 基本语法主讲教师：郑朝霞华中科技大学电子系郑朝霞华中科技大学电子系郑朝霞23.1 3.1 Verilog Verilog Verilog HDLHDL 基本模块说明3.2 3.2 Verilog Verilog Verilog HDLHDL 中的词汇约定3.3 3.3 Verilog Verilog Verilog HDLHDL 数据类型3.4 3.4 Verilog Verilog Verilog HDLHDL 运算符主要内容主要内容::华中科技大学电子系郑朝霞33.1 Verilog Verilog HDLHDL 基本模块说明�module 能够表示：�物理块，如IC 或ASIC 单元�逻辑块，如一个CPU 设计的ALU 部分�整个系统�每一个模块的描述从关键词module 开始，有一个名称（如SN74LS74，DFF ，ALU 等等），由关键词endmodule 结束。

module 是层次化设计的基本构件逻辑描述放在module 内部Verilog 模块(module)结构基本要素Verilog知识点：3.1.1 端口信息输入//输出说明3.1.23.1.2 输入3.1.3 逻辑功能描述华中科技大学电子系郑朝霞43.1.1端口信息2，端口等价于硬件的引脚(pin)1，端口在模块名字后的括号中列出3，端口可以说明为input,output及inout �模块通过端口与外部通信华中科技大学电子系郑朝霞5华中科技大学电子系郑朝霞6Verilog 模块的结构由在module 和endmodule 关键词之间的四个主要部分组成：- 1- 1.. 端口信息： module combination(a, b, c, d ); - 2- 2- 2. . 输入/输出说明 ： input a, b, c ;input a, b, c ; output d ;output d ; -//-//-//输入/输出端口信号类型声明，缺省为wire 型 ： - 3- 3- 3. . 内部信号： wire x; wire x; - 4- 4- 4. . 功能定义： assign d = a | x ; assign d = a | x ; assign x = ( b & ~c ); endmodule3.1.2 端口说明华中科技大学电子系郑朝霞73.1.3 逻辑功能描述module mux2to1 (out, a, b, mux2to1 (out, a, b, sel sel sel);); input a, b, input a, b, sel sel sel;; output out;wire out;assign out=( assign out=(sel)?b:a sel)?b:a sel)?b:a;;endmodule两路选择器的RTL 级描述1：华中科技大学电子系郑朝霞8两路选择器的RTL 级描述2：module mux2to1 (out, a, b, mux2to1 (out, a, b, sel sel sel);); input a, b, input a, b, sel sel sel;; output out;reg reg reg out;out;always @( always @( sel sel sel or a or b)or a or b) if (! if (! sel sel sel) out = a;) out = a; else out = b;endmodule实例化(module instances):�1. 端口信息�2. 输入/输出说明�3. 逻辑功能描述（实例化实现功能描述）华中科技大学电子系郑朝霞9华中科技大学电子系郑朝霞10module mux2to1 (out, a, b, mux2to1 (out, a, b, sl sl sl);); input a, b, input a, b, sl sl sl;; output out;not u1 ( u1 (nsl nsl nsl, , , sl sl sl );); and u2 ( u2 (sela sela sela, a, , a, , a, nsl nsl nsl);); and u3 ( u3 (selb selb selb, b, , b, , b, sl sl sl);); or u4 (out, u4 (out, sela sela sela, , , selb selb selb););endmodule两路选择器的门级描述-实例化：华中科技大学电子系郑朝霞11�请在下面的空格中填入适当的符号使其成为右图的Verilog 模块 ： module block1(a, b, module block1(a, b, ——, , ——, , —— ); input input ——, , ——, , ——; —————— d, d, d, —— ; assign d = a | ( b & ~c) ; assign e = ( b & ~c ); _______练习:编写Verilog Verilog HDLHDL 模块a b cd e华中科技大学电子系郑朝霞12module moduleblock1(a, b, c , d , e ); input input a , b , c ;o utput d, e ; assign d = a | ( b & ~c) ;assign d = a | ( b & ~c) ; assign e = ( b & ~c );assign e = ( b & ~c ); ee ndmodule 练习答案:编写Verilog Verilog HDL HDL 模块a b cde华中科技大学电子系郑朝霞133.2 3.2 Verilog Verilog Verilog HDLHDL 中的词汇约定知识点：�3.2.1 术语及定义�3.2.2 空白符和注释�3.2.3 3.2.3 VerilogVerilog 采用的四值逻辑系统�3.2.4 整数常量和实数常量�3.2.5 字符串�3.2.6 标识符�3.2.7 系统任务及函数�3.2.8 编译指导 �3.2.9 文本包含�3.2.10 文本替换3.2.1 术语及定义1.空白符：空格、tabs及换行2.标志符(Identifier):Verilog中对象(如模块或信号)的名字3.LSB：最低有效位(Lease significant bit)4.MSB：最高有效位(Most significant bit)华中科技大学电子系郑朝霞14华中科技大学电子系郑朝霞153.2.2 空白符和注释module MUX2_1 (out, a, b, module MUX2_1 (out, a, b, sel sel sel);); // Port declarationsoutput out;input input sel sel sel; // control input; // control input input b, a; / input b, a; /** data inputs data inputs **/ wire wire sel sel sel_, a1, b1;_, a1, b1; / /**The The netlist netlist netlist logic selects input logic selects input logic selects input ””a ” when sel sel sel = 0 and it selects = 0 and it selects = 0 and it selects ””b ” when when sel sel sel = 1. = 1. = 1. **/ not not1 ( not1 (sel sel sel_, _, _, sel sel sel);); and and1 (a1, a, and1 (a1, a, sel sel sel_)_)； and and2 (b1, b, and2 (b1, b, sel sel sel); ); or or1 (out, a1, b1);endmodule格式自由使用空白符提高可读性及代码组织。

Verilog语言是一种硬件描述语言（HDL），用于描述和设计数字电路。

它广泛应用于数字系统的建模、验证和综合，是数字电路设计领域中的重要工具之一。

在Verilog中，模块是最基本的组织单位，模块中包含了电路的功能和行为描述。

本文将介绍Verilog语言的基本语法和模块写法，以帮助读者更好地理解和应用Verilog语言。

一、Verilog基本语法1. 注释在Verilog中，使用双斜杠（//）进行单行注释，使用/* */进行多行注释。

注释可以提高代码的可读性，便于他人理解和维护。

2. 变量声明Verilog中的变量可以分为寄存器变量（reg）和线网（wire）两种类型。

寄存器变量用于存储状态信息，线网用于连接各个逻辑门的输入和输出。

3. 逻辑运算符和位运算符Verilog中包括逻辑运算符（与、或、非等）和位运算符（与、或、异或等），用于对信号进行逻辑和位级操作。

4. 控制语句Verilog支持if-else语句、case语句等控制语句，用于根据不同条件执行不同的操作。

5. 模拟时钟在Verilog中，时钟是电路中的重要部分，通常使用时钟信号来同步各个元件的动作。

时钟可以通过周期性方波信号来模拟，使用$period 函数可以定义时钟的周期。

6. 仿真指令Verilog提供了多种仿真指令，用于初始化信号、设置仿真时间、输出波形图等操作，有助于仿真和调试电路。

二、模块写法1. 模块定义在Verilog中，一个模块包含了一组功能相关的硬件描述，可以看作是一个小型电路的抽象。

模块通过module关键字进行定义，其中包括模块名、输入输出端口声明等信息。

```verilogmodule adder(input wire [3:0] a,input wire [3:0] b,output reg [4:0] c);// 模块内部逻辑描述endmodule```2. 端口声明模块的端口包括输入端口（input）和输出端口（output），可以通过wire和reg进行声明。

verilog语法基础Verilog语法基础Verilog是一种硬件描述语言(HDL)，用于描述数字电路和系统。

它是一种基于事件的语言，能够描述电路的结构和行为。

本文将介绍Verilog语法的基础知识，包括模块、端口、信号、赋值和运算等。

一、模块(Module)在Verilog中，模块是描述电路的基本单元。

一个模块可以包含多个端口和信号，并定义了电路的功能和结构。

模块的定义使用关键字module，后跟模块的名称和端口列表。

二、端口(Port)Verilog中的端口是模块与外部环境进行通信的接口。

端口可以是输入端口、输出端口或双向端口。

输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出信号至外部，而双向端口则可同时进行输入和输出。

端口的定义使用关键字input、output或inout，后跟端口的类型和名称。

三、信号(Signal)Verilog中的信号用于在模块内部传递和存储数据。

信号可以是寄存器类型或线网类型。

寄存器类型信号用于存储数据，线网类型信号用于传递数据。

信号的定义使用关键字reg或wire，后跟信号的宽度和名称。

四、赋值(Assignment)在Verilog中，使用赋值语句将值分配给信号或变量。

赋值语句可以是阻塞式赋值或非阻塞式赋值。

阻塞式赋值使用等号(=)将右侧的值赋给左侧的信号，而非阻塞式赋值使用双等号(<=)进行赋值。

赋值语句的左侧可以是信号或变量，右侧可以是常数、信号、变量或表达式。

五、运算(Operator)Verilog中支持多种运算，包括算术运算、逻辑运算、位运算和比较运算等。

算术运算包括加法、减法、乘法和除法等；逻辑运算包括与、或、非和异或等；位运算包括位与、位或、位非和位异或等；比较运算包括等于、不等于、大于、小于等。

运算符可以用于常数、信号、变量或表达式之间的运算。

六、条件语句(Conditional Statement)Verilog中的条件语句用于根据条件选择执行不同的操作。

常用可综合Verilog HDL语法总结
基本语法结构
module module_name(port1,port2,…);//Declarations 模块声明input,output,inout, //端口声明
reg,wire, //信号类型
parameter, //参数定义
function,task,…//任务函数声明
//Statements 以下功能描述语句部分
initial statement //初始化，用于仿真
always statement // always模块，敏感表可以为电平或边沿信号posedge/negedge，通常和@连用
Module instantiation
Gate instantiation
Continuous assignment
endmodule
运算操作符：各种逻辑操作符、移位操作符和算术操作符如下：按优先级排列
操作符类型符号
连接及复制操作符一元操作符
算术操作符
逻辑移位操作符关系操作符
相等操作符
按位操作符
逻辑操作符
条件操作符{} {{}}
！~ & | ^ * / %
+ -
<< >>
> < >= <=
= = = = = != != = &
^ ~^
|
&&
||
？:
连续赋值语句：assign ( ？: )
过程赋值语句：begin … end 阻塞= 非阻塞<= 比较判断：if else ; case default endcase
循环语句for。

veriloghdl语法Verilog HDL（硬件描述语言）是一种硬件描述和设计语言，用于描述和设计数字电路和系统。

以下是Verilog HDL的基本语法：1. 模块声明：module module_name (input declaration, output declaration, inout declaration);// 逻辑和/或数据声明// 逻辑和/或数据操作endmodule2. 输入和输出声明：input [width-1:0] input_name;output [width-1:0] output_name;3. 内部信号声明：reg [width-1:0] signal_name;wire [width-1:0] signal_name;4. 运算符：- 逻辑运算符： &&（与）、 ||（或）、 !（非）- 比较运算符： ==（等于）、 !=（不等于）、 <（小于）、 >（大于）- 算术运算符： +（加）、 -（减）、 *（乘）、 /（除）5. 过程块：always @(sensitivity_list)// 过程块中的语句6. 过程块敏感列表：- posedge clk：时钟的上升沿- negedge clk：时钟的下降沿- expression：表达式更新时7.条件语句：if (condition)// 如果条件为真执行的语句else if (condition)// 如果第一个条件不为真，检查第二个条件是否为真else// 如果以上条件均不为真执行的语句8. 选择语句：case (expression)value1: // 如果expression等于value1执行的语句value2: // 如果expression等于value2执行的语句default: // 如果expression不等于任何值执行的语句endcase9. 迭代语句：for (initialization; condition; increment)// 循环体内的语句以上是Verilog HDL的一些基本语法，可以用于描述和设计数字电路和系统。