Verilog语言基础教程
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目录•Verilog概述•Verilog基础语法•组合逻辑电路设计•时序逻辑电路设计•数字系统设计方法学•华为Verilog编程规范与技巧Verilog概述1 2 3Verilog语言诞生,最初用于模拟电子系统的行为。
1980年代初期Verilog逐渐发展成为硬件描述语言(HDL),用于描述数字电路和系统的结构和行为。
1980年代中期Verilog不断完善和发展,成为电子设计自动化(EDA)领域的重要标准之一,广泛应用于集成电路设计、FPGA开发等领域。
1990年代至今Verilog历史与发展集成电路设计Verilog可用于描述数字集成电路的逻辑功能、时序关系和电路结构,是IC设计领域的重要工具。
FPGA开发Verilog可用于FPGA的逻辑设计和编程,实现复杂的数字系统和算法。
ASIC设计Verilog可用于ASIC设计的各个阶段,包括逻辑设计、综合、布局布线等。
系统级建模与仿真Verilog可用于构建系统级模型,进行系统仿真和性能分析。
Verilog应用领域01Verilog 是一种硬件描述语言(HDL ),用于描述数字电路和系统的结构和行为。
02与其他硬件描述语言(如VHDL )相比,Verilog具有更接近C 语言的语法风格,易于学习和使用。
Verilog 支持多种抽象层次的描述,包括行为级、寄存器传输级(RTL )、门级和开关级,方便设计师在不同设计阶段使用。
Verilog 与硬件描述语言关系02Verilog基础语法标识符与关键字标识符用于标识变量、模块、函数等程序实体的名称,由字母、数字和下划线组成,首字符必须是字母或下划线。
关键字Verilog语言中的保留字,用于定义语言结构和控制语句,如`module`、`input`、`output`、`if`、`else`等。
数据类型与运算符数据类型包括整型(`integer`)、实型(`real`)、时间型(`time`)以及用户自定义类型等。
veriloga基础语法VerilogA是一种硅谷团队开发的建模语言,它被广泛应用于集成电路(IC)的设计和仿真中。
本文旨在介绍VerilogA的基础语法。
1. 模块声明在VerilogA中,每个模块都需要进行声明。
声明的语法如下:module 模块名(输入端口1,输入端口2,...输入端口n,输出端口1,输出端口2,...输出端口m);<模块定义代码>endmodule其中,模块名可以由字母、数字和下划线组成,不能以数字开头;输入端口和输出端口可以是标量或向量。
2. 参数声明VerilogA允许在模块中声明参数,以便在实例化时进行配置。
语法如下:parameter 参数名 = 值;参数可以通过assign语句进行连接,也可以在实例化时进行配置。
3. 变量声明在VerilogA中,可以使用不同的变量类型进行声明,如实数、整数、布尔值等。
real: 实数类型,用于存储实数值。
integer: 整数类型,用于存储整数值。
boolean: 布尔类型,用于存储真/假值。
语法如下:real 变量名;integer 变量名;boolean 变量名;4. 函数和任务在VerilogA中,可以使用函数和任务来实现特定的功能。
函数是一段可重用的代码,它接收输入参数并返回一个值。
函数的语法如下:function 返回类型函数名(输入参数);<函数定义代码>return 返回值;endfunction任务是一段可重用的代码,不返回值,但可以通过参数进行输入和输出。
任务的语法如下:task 任务名(输入参数);<任务定义代码>endtask5. 运算符VerilogA支持各种常见的数学和逻辑运算符,如加减乘除、取余、与或非等。
加法运算符:+减法运算符:-乘法运算符:*除法运算符:/取余运算符:%与运算符:&&或运算符:||非运算符:!6. 控制结构在VerilogA中,可以使用if-else、for、while等控制结构来实现条件判断和循环。
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。
•Verilog-A 30分钟快速入门教程进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“Verilog-AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定Verilog基础,研一时学过一点VHDL-AMS,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话,30分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A。
(前提是有一定的Verilog基础和电路基础)1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版),作为模拟电路描述语言Verilog-A,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量(Flow)和位(Potential),在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(out)/R,这样就产生了一个电阻,最后Verilog-A仿真器会用某种算法(迭代是最常见的)将I(out)和V(out)求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的I、V等,当然这仅仅是指时域仿真。
2、下面讲Verilog-A的语法:begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross用来产生一个event,如:@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指sample的电压超过2.0时触发该事件,将会执行后面的语句,+1.0表示正向越过,-1.0则相反ddt( expr ) //求导,如:I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);//比例积分,式中的0表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] ) //将expr的值delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ,ρ)将expr进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等数据类型:integer、real,另外就是discipline,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个nature类型作为一个discipline,这些都在disciplines.vams 这个头文件里建好了,编程时要`include "disciplines.vams"。
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。
verilog教程当您开始学习Verilog时,以下是一些重要的基础知识和概念。
1. Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于描述和设计数字电路。
它可以用于模拟、合成和验证电路。
2. Verilog使用模块化的设计风格。
每个设计都由一个或多个模块组成,每个模块有自己的输入和输出。
3. 使用`module`关键字定义一个模块,并在其后给出模块的名称。
```verilogmodule my_module;// 模块主体endmodule```4. 模块内部包含用`input`和`output`声明的端口,用于与其他模块进行通信。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);// 模块主体endmodule```5. `wire`关键字用于声明连接不同模块的导线。
可以将导线看作是用于传输数字信号的线。
6. 在模块主体中,可以使用`assign`关键字创建逻辑连接。
逻辑连接使用`=`运算符连接输入和输出。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);assign c = a & b;endmodule```7. 除了逻辑连接外,可以在模块内部使用`always`块创建组合和时序逻辑。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);reg d;always @(a or b)d = a | b;assign c = d;endmodule```8. Verilog还支持使用`if-else`语句,`case`语句和循环结构等常见的编程结构。
9. 为了模拟和验证设计,可以使用Verilog仿真工具,如ModelSim、VCS等。
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。
Verilog语法简易教程Verilog是硬件描述语言(HDL)之一,主要用于硬件设计和仿真。
它于1984年由一家名为Gateway Design Automation的公司开发,并于1985年推出。
Verilog以其简单易学的语法和强大的功能而闻名于世。
本简易教程将向您介绍Verilog的基本语法和常用结构。
它包括模块化设计,数据类型,运算符,条件语句,循环语句和时序建模等内容。
首先,让我们先来了解Verilog中的模块化设计。
在Verilog中,设计是通过定义和连接模块来完成的。
每个模块由输入输出端口和内部逻辑组成。
以下是一个简单的Verilog模块的例子:```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```上述代码定义了一个名为adder的模块,它具有两个输入端口A和B,以及一个输出端口sum。
内部逻辑通过assign语句实现,将输入端口A和B相加,并将结果赋值给输出端口sum。
接下来,让我们了解Verilog中的数据类型和运算符。
Verilog支持多种数据类型,包括位向量(bit vector)、整数(integer)、浮点数(real)等。
其中,位向量是最常用的数据类型。
以下是两个位向量相加的例子:```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```在这个例子中,输入端口A和B都是4位的位向量,输出端口sum也是4位的位向量。
通过使用+运算符,我们可以对这两个位向量进行相加操作,并将结果赋值给输出端口sum。
除了基本的数据类型和运算符,Verilog还提供了丰富的条件和循环语句。
条件语句允许您在程序中根据一些条件执行不同的操作。
以下是一个简单的条件语句的例子:```beginif (A == B)equal = 1;elseequal = 0;endendmodule```在这个例子中,我们使用了always块来定义一个连续的行为。
verilog教程Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于设计和描述数字电路。
它是一种事件驱动的语言,可以用来描述时序逻辑和组合逻辑。
Verilog可以用于设计和验证各种数字电路,从简单的门电路到复杂的处理器和系统。
Verilog的语法和结构与C语言相似,它由模块、端口、信号和行为描述组成。
Verilog中的模块是模块化设计的基本单元,可以将模块集成到更大的设计中。
模块可以具有输入端口、输出端口和内部信号。
输入和输出端口用于与其他模块进行通信,而内部信号用于在模块内部传递和保存数据。
Verilog的行为描述方式包括并行块和顺序块。
并行块表示同时执行的代码,而顺序块表示按顺序执行的代码。
Verilog中的并行块使用关键字"always @(posedge clock)"来表示,其中的代码只在时钟上升沿触发时执行。
顺序块使用关键字"always @(*)"来表示,其中的代码在输入信号变化时立即执行。
在Verilog中,可以使用各种逻辑运算符,如AND、OR、NOT和XOR,来实现组合逻辑。
此外,还可以使用各种触发器和寄存器类型,如D触发器和JK触发器,来实现时序逻辑。
通过将组合逻辑和时序逻辑结合起来,可以实现复杂的数字电路。
Verilog的仿真可以使用各种工具,如ModelSim和Vivado,来验证设计的正确性。
仿真可以通过将输入信号施加到设计中,然后观察输出信号的变化来进行。
如果输出信号与预期的结果一致,那么设计就是正确的。
在Verilog中,还可以使用分层设计的概念来实现模块的结构化和组织。
通过使用层次化模块,可以将设计划分为更小的模块,并将它们组合在一起以实现更大的系统。
尽管Verilog的学习曲线可能有点陡峭,但它是数字电路设计中最常用和最强大的工具之一。
通过掌握Verilog,您可以实现自己的数字电路设计,并进行验证和测试。
总之,Verilog是一种用于设计和描述数字电路的硬件描述语言。
verilogHDL培训教程华为(多场景)VerilogHDL培训教程——华为第一章:引言随着电子设计自动化(EDA)技术的不断发展,硬件描述语言(HDL)在数字电路设计领域扮演着越来越重要的角色。
VerilogHDL 作为一种主流的硬件描述语言,因其强大的功能、灵活的语法和广泛的应用范围,已成为数字集成电路设计工程师必备的技能之一。
本教程旨在帮助读者掌握VerilogHDL的基本概念、语法和设计方法,为华为等企业培养合格的数字电路设计人才。
第二章:VerilogHDL基础2.1VerilogHDL简介VerilogHDL是一种用于数字电路设计的硬件描述语言,它可以在多个层次上对数字系统进行描述,包括算法级、寄存器传输级(RTL)、门级和开关级。
VerilogHDL的设计初衷是为了提高数字电路设计的可重用性、可移植性和可维护性。
2.2VerilogHDL编程环境(1)文本编辑器:Notepad++、SublimeText等;(2)仿真工具:ModelSim、IcarusVerilog等;(3)综合工具:XilinxISE、AlteraQuartus等。
2.3VerilogHDL语法基础(1)关键字:VerilogHDL中的关键字具有特定含义,如module、endmodule、input、output等;(2)数据类型:包括线网类型(wire)、寄存器类型(reg)、整数类型(integer)等;(3)运算符:包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等;(4)模块与端口:模块是VerilogHDL设计的基本单元,端口用于模块之间的信号传递;(5)行为描述与结构描述:行为描述用于描述电路的功能,结构描述用于描述电路的结构。
第三章:VerilogHDL设计流程3.1设计流程概述(1)需求分析:明确设计任务和功能要求;(2)模块划分:根据需求分析,将设计任务划分为若干个模块;(3)编写代码:使用VerilogHDL编写各个模块的代码;(4)仿真验证:对设计进行功能仿真和时序仿真,确保设计正确;(5)综合与布局布线:将VerilogHDL代码转换为实际电路,并进行布局布线;(6)硬件测试:在FPGA或ASIC上进行实际硬件测试。
?Verilog-A 30分钟快速入门教程进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“ Verilog- AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定 Verilog 基础,研一时学过一点 VHDL-AMS ,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话, 30 分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A 。
(前提是有一定的 Verilog 基础和电路基础)1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版),作为模拟电路描述语言 Verilog-A ,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量 (Flow) 和位 (Potential) ,在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在 Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(out)/R ,这样就产生了一个电阻,最后 Verilog-A 仿真器会用某种算法( 迭代是最常见的 ) 将 I(out) 和 V(out) 求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的 I 、V 等,当然这仅仅是指时域仿真。
2 、下面讲Verilog-A的语法:begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross 用来产生一个 event ,如:@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指 sample 的电压超过 2.0 时触发该事件,将会执行后面的语句, +1.0 表示正向越过, -1.0 则相反ddt( expr )// 求导,如:I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);// 比例积分,式中的 0 表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] )// 将 expr 的值 delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ ,ρ)将 expr 进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等数据类型:integer 、real ,另外就是 discipline ,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个 nature 类型作为一个 discipline ,这些都在 disciplines.vams这个头文件里建好了,编程时要`include "disciplines.vams"。
Verilog HDL 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。
Verilog 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。
Verilog 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。
===============================中文版Verilog HDL简明教程:第1章简介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。
Verilog 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。
Verilog 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。
1992年,OVI决定致力于推广Verilog OVI标准成为IEEE标准。
这一努力最后获得成功,Verilog 语言于1995年成为IEEE标准,称为IEEE Std 1364-1995。
完整的标准在Verilog硬件描述语言参考手册中有详细描述。
主要能力下面列出的是Verilog硬件描述语言的主要能力:* 基本逻辑门,例如and、or和nand等都内置在语言中。
* 用户定义原语(UDP)创建的灵活性。
用户定义的原语既可以是组合逻辑原语,也可以是时序逻辑原语。
* 开关级基本结构模型,例如pmos 和nmos等也被内置在语言中。
* 提供显式语言结构指定设计中的端口到端口的时延及路径时延和设计的时序检查。
* 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。
* Verilog HDL中有两类数据类型: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。
* 能够描述层次设计,可使用模块实例结构描述任何层次。
* 设计的规模可以是任意的;语言不对设计的规模(大小)施加任何限制。
* Verilog HDL不再是某些公司的专有语言而是IEEE标准。
* 人和机器都可阅读Verilog 语言,因此它可作为EDA的工具和设计者之间的交互语言。
* Verilog HDL语言的描述能力能够通过使用编程语言接口(PLI)机制进一步扩展。
PLI是允许外部函数访问Verilog 模块内信息、允许设计者与模拟器交互的例程集合。
* 设计能够在多个层次上加以描述,从开关级、门级、寄存器传送级(RTL)到算法级,包括进程和队列级。
* 能够使用内置开关级原语在开关级对设计完整建模。
* 同一语言可用于生成模拟激励和指定测试的验证约束条件,例如输入值的指定。
* Verilog HDL 能够监控模拟验证的执行,即模拟验证执行过程中设计的值能够被监控和显示。
这些值也能够用于与期望值比较,在不匹配的情况下,打印报告消息。
* 在行为级描述中,Verilog HDL不仅能够在RTL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。
* 能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述。
* Verilog HDL 的混合方式建模能力,即在一个设计中每个模块均可以在不同设计层次上建模。
* Verilog HDL 还具有内置逻辑函数,例如&(按位与)和(按位或)。
* 对高级编程语言结构,例如条件语句、情况语句和循环语句,语言中都可以使用。
* 可以显式地对并发和定时进行建模。
* 提供强有力的文件读写能力。
* 语言在特定情况下是非确定性的,即在不同的模拟器上模型可以产生不同的结果;例如,事件队列上的事件顺序在标准中没有定义。
习题1. Verilog HDL 是在哪一年首次被IEEE标准化的?2. Verilog HDL支持哪三种基本描述方式?3. 可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序吗?4. 语言中的什么特性能够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?6. Verilog HDL 是由哪个公司最先开发的?7. Verilog HDL中的两类主要数据类型什么?8. UDP代表什么?9. 写出两个开关级基本门的名称。
10. 写出两个基本逻辑门的名称。
======================================中文版Verilog HDL简明教程:第2章HDL指南本章提供HDL语言的速成指南。
2.1 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。
一个设计的结构可使用开关级原语、门级原语和用户定义的原语方式描述; 设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述; 时序行为使用过程结构描述。
一个模块可以在另一个模块中使用。
一个模块的基本语法如下:module module_name (port_list);Declarations:reg, wire, parameter,input, output, inout,function, task, . . .Statements:Initial statementAlways statementModule instantiationGate instantiationUDP instantiationContinuous assignmentendmodule说明部分用于定义不同的项,例如模块描述中使用的寄存器和参数。
语句定义设计的功能和结构。
说明部分和语句可以散布在模块中的任何地方;但是变量、寄存器、线网和参数等的说明部分必须在使用前出现。
为了使模块描述清晰和具有良好的可读性, 最好将所有的说明部分放在语句前。
本书中的所有实例都遵守这一规范。
以下为建模一个半加器电路的模块的简单实例。
module HalfAdder (A, B, Sum, Carry);input A, B;output Sum, Carry;assign #2 Sum = A ^ B;assign #5 Carry = A & B;endmodule模块的名字是HalfAdder。
模块有4个端口: 两个输入端口A和B,两个输出端口Sum和Carry。
由于没有定义端口的位数, 所有端口大小都为1位;同时, 由于没有各端口的数据类型说明, 这四个端口都是线网数据类型。
模块包含两条描述半加器数据流行为的连续赋值语句。
从这种意义上讲,这些语句在模块中出现的顺序无关紧要,这些语句是并发的。
每条语句的执行顺序依赖于发生在变量A和B上的事件。
在模块中,可用下述方式描述一个设计:1) 数据流方式;2) 行为方式;3) 结构方式;4) 上述描述方式的混合。
下面几节通过实例讲述这些设计描述方式。
不过有必要首先对Verilog HDL 的时延作简要介绍。
2.2 时延Verilog HDL模型中的所有时延都根据时间单位定义。
下面是带时延的连续赋值语句实例。
assign #2 Sum = A ^ B;#2指2个时间单位。
使用编译指令将时间单位与物理时间相关联。
这样的编译器指令需在模块描述前定义,如下所示:` 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0.1ns内)。
如果此编译器指令所在的模块包含上面的连续赋值语句, #2 代表2ns。
如果没有这样的编译器指令, Verilog HDL 模拟器会指定一个缺省时间单位。
IEEE Verilog HDL 标准中没有规定缺省时间单位。
2.3 数据流描述方式用数据流描述方式对一个设计建模的最基本的机制就是使用连续赋值语句。
在连续赋值语句中,某个值被指派给线网变量。
连续赋值语句的语法为:assign [delay] LHS_net = RHS_ expression;右边表达式使用的操作数无论何时发生变化, 右边表达式都重新计算, 并且在指定的时延后变化值被赋予左边表达式的线网变量。
时延定义了右边表达式操作数变化与赋值给左边表达式之间的持续时间。
如果没有定义时延值, 缺省时延为0。
下面的例子显示了使用数据流描述方式对2-4解码器电路的建模的实例模型。
`timescale 1ns/ 1nsmodule Decoder2x4 (A, B, EN, Z);input A, B, EN;output [ 0 :3] Z;wire Abar, Bbar;assign #1 Abar = ~ A; / / 语句1。