第6章 Verilog行为语句
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Verilog学习----条件语句、循环语句、块语句与⽣成语句1.条件语句(if_else语句)3钟形式的if语句:1)if(表达式)语句。
如if(a>b)out1 = int1;2)if(表达式)语句;else语句;如if(a>b)out1 = int1;elseout1 = int2;3)if(表达式1)语句1;else if(表达式2)语句2;else if(表达式3)语句3;…………………...else if(表达式m)语句m;else 语句n;条件语句必须在过程块语句中是⽤(initial和always语句),除了这两个语句引导的bedin end块中可以编写条件语句外,模块中的其他地⽅都不能编写。
说明(1)3钟形式的if语句中if后⾯的表达式⼀般为逻辑表达式或关系表达式。
判断若为0、Z、X按假处理,若为1,按真处理执⾏指定语句。
(2)在每个else前⾯有⼀分号,整个语句结束处有⼀分号。
(3)if和else后包含多个操作语句时要⽤begin_end包含成⼀个复合语句。
(4)允许⼀定形式的表达式简写(5)else总是与它上⾯最近的if配对2.case语句case语句提供⼀种多分⽀选择语句,形式如下:(1)case(表达式)<case分⽀项> endcase(2)casez(表达式)<case分⽀项> endcase(3)casex(表达式)<case分⽀项> endcasecase分⽀项格式如下分⽀表达式:语句;default:语句;说明:1)分⽀表达式⼜可以称为常量表达式。
2)当控制表达式与分⽀表达式相等时就执⾏分⽀表达式后的语句,如没有相等的就执⾏default后的语句。
3)default项可有可⽆,⼀个case语句只准有⼀个default项。
4)每个case的分⽀表达式的值必须互不相等,否则就会出现问题。
5)执⾏完case分项后的语句则跳出case语句结构,终⽌case语句。
verilog行为级描述Verilog行为级描述Verilog是一种硬件描述语言,用于描述数字电路的行为和结构。
在Verilog中,行为级描述是一种描述电路行为的方法。
本文将介绍Verilog行为级描述的基本概念、语法规则和一些实例应用。
一、Verilog行为级描述的基本概念1.1 模块和端口Verilog中的模块是一个独立的电路单元,可以包含输入端口、输出端口和内部信号。
每个端口都有一个方向(输入或输出)和一个数据类型(比特、向量等)。
1.2 运算符和表达式Verilog中支持各种运算符,包括算术运算符、逻辑运算符、位运算符等。
表达式是由运算符和操作数组成的公式,用于描述电路中的信号逻辑运算。
1.3 过程块过程块是Verilog中用于描述电路行为的基本单位。
过程块可以包含一系列的语句,用于描述电路的运行逻辑。
常用的过程块有始终块(always block)和过程生成块(generate block)。
二、Verilog行为级描述的语法规则2.1 模块定义Verilog中使用module关键字定义模块,后面跟着模块的名称和端口列表。
端口列表中包含每个端口的方向和数据类型。
2.2 信号声明在模块内部,可以使用wire或reg关键字声明信号。
wire用于声明连续的信号,reg用于声明时序的信号。
2.3 时序控制语句Verilog中常用的时序控制语句有if语句、case语句和for循环语句。
这些语句用于根据不同的条件执行不同的操作,实现复杂的电路行为。
2.4 实例化和连接Verilog中可以通过实例化将一个模块嵌入到另一个模块中。
实例化时需要连接各个模块的端口,以建立模块之间的信号传输。
三、Verilog行为级描述的应用实例下面是一个使用Verilog行为级描述实现的4位全加器的例子:```verilogmodule full_adder(input a,input b,input cin,output sum,output cout);wire w1, w2, w3;assign w1 = a ^ b;assign w2 = w1 ^ cin;assign sum = w2;assign w3 = a & b;assign cout = w3 | (w2 & cin);endmodule```在这个例子中,full_adder模块有三个输入端口(a、b和cin)和两个输出端口(sum和cout)。
Verilog⾏为级描述前⾔在数据流级描述中已经将硬件建模从⽐较底层的门级结构提升到了数据流级。
但数据流级描述除了个别语句外,主要的部分还是使⽤操作符来描述电路的逻辑操作或者计算公式,没有实现真正意义上的功能描述。
⾏为级描述则可以实现从抽象层次更⾼的级别来描述功能电路。
initial与always语句在Verilog 中有两种结构化过程语句:initial语句和always语句,它们是⾏为级建模的两种语句。
其他所有的⾏为语句只能出现在这两种结构化过程语句⾥。
Verilog中各个执⾏流程并发执⾏,⽽不是顺序执⾏的,每个initial语句和 always语句代表⼀个独⽴的执⾏过程,每个执⾏过程从仿真时间0开始执⾏,并且这两种语句不能嵌套使⽤。
initial语句所有在initial语句内的语句构成了⼀个initial 块。
initial块从仿真0时刻开始执⾏,在整个仿真过程中只执⾏⼀次。
如果⼀个模块中包括若⼲个initial 块,则这些initial块从仿真0时刻开始并发执⾏,且每个块的执⾏是各⾃独⽴的。
如果在块内包含多条⾏为语句,那么需要将这些语句组成⼀组⼀般是使⽤关键字begin和end将它们组合为⼀个块语句;如果块内只有⼀条语句,则不必使⽤begin和 end。
举例:module stimulus;reg x,y, a,b,m;initialm=1'b0;initialbegin#5 a=1'b1;#25 y=1'b1;endinitialbegin#10 x=1'b0;#25 y=1'b1;endinitial#50 $finish;endmodule三条initial语句在仿真0时刻开始并⾏执⾏。
如果在某⼀条语句前⾯存在延迟#,那么对这条initial语句的仿真将会停顿下来,在经过指定的延迟时间之后再继续执⾏。
always 语句always语句包括的所有⾏为语句构成了⼀个always语句块。
Verilog学习----结构语句、任务语句、函数语句和系统任务1.结构说明语句initial与always说明语句;initial语句:initialbegin语句1;语句2;"""""""语句n;end例⼦:⽤initial 块对存储器变量赋初始值initialbeginareg=0; //初始化寄存器aregfor(index=0;index<size;index=index+1)memory[index]=0; //初始化⼀个memoryend⽤initial语句来⽣成激励波形initialbegininputs = 'b000000; //初始时刻为0#10 inputs = 'b011001; (’是英⽂输⼊法中的标号)#10 inputs = 'b011011;#10 inputs = 'b011000;#10 inputs = 'b001000;endalways语句Always<时序控制><语句>always语句由于其不断活动的特性,只有和⼀定的时序控制结合在⼀起才有⽤。
如果⼀个always语句没有时序控制,则这个always语句将会使仿真器产⽣死锁。
见下例:[例3]:always areg = ~areg;但如果加上时序控制,则这个always语句将变为⼀条⾮常有⽤的描述语句。
见下例:[例4]:always #half_period areg = ~areg;这个例⼦⽣成了⼀个周期为:period(=2*half_period) 的⽆限延续的信号波形,常⽤这种⽅法来描述时钟信号,作为激励信号来测试所设计的电路。
reg[7:0] counter;reg tick;always @(posedge areg)begintick = ~tick;counter = counter + 1;endalways的时间控制可以是边沿触发也可以是电平触发可以是单个信号也可以是多个信号,中间⽤or 连接。
Verilog中各种语句含义及⽤法简述Verilog中各种语句含义及⽤法简述⼀般认为Verilog HDL在系统级抽象⽅⾯⽐VHDL略差⼀些,⽽在门级开关电路描述⽅⾯⽐VHDL要强的多写了第⼀个verilog程序,是⼀个加法器内容如下module adder(count,sum,a,b,cin);input[2:0] a,b;input cin;output count;output [2:0] sum;assign{count,sum}=a+b+cin;endmodule开始编译出现了⼏次错误,后来发现给实体的命名和程序中实体要⼀致⽽且⼤⼩写要⼀样,整个程序是嵌套再module和endmodule当中的⽽其中的注释和C/C++类似,⽤//和来标明module compare(equal,a,b);output equal;input [1:0] a,b;assign equal=(a==b)?1:0;//和C语⾔中的相同endmoduleverilog的基本设计单元是“模块(BLOCK)”。
⼀个模块由两个部分组成,⼀部分描述端⼝,⼀部分描述逻辑功能,即定义输⼊是如何影响输出的。
如下module block(a,b,c,d);input a,b;output c,d;assign c="a|b";assign d="a"&b;endmodule模块中最重要的部分是逻辑功能定义。
有三种⽅法可以再模块中产⽣逻辑。
1、⽤“assign”声明语句如:assign a="b"&c;2、⽤实例元件,如同调⼊库元件⼀样如:and and_inst(q,a,b);3、⽤“always”块如:always @(posedge clk or posedge clr) //always块⽣成了⼀个带有异步清除端的D触发器。
beginif(clr) q<=0;else if(en) q<=d;end采⽤assign语句是最常⽤的⽅法之⼀。
绪论1.什么是信号处理电路?它通常由哪两大部分组成?信号处理电路是进行一些复杂的数字运算和数据处理,并且又有实时响应要求的电路。
它通常有高速数据通道接口和高速算法电路两大部分组成。
2.为什么要设计专用的信号处理电路?因为有的数字信号处理对时间的要求非常苛刻,以至于用高速的通用处理器也无法在规定的时间内完成必要的运算。
通用微处理器芯片是为一般目的而设计的,运算的步骤必须通过程序编译后生成的机器码指令加载到存储器中,然后在微处理器芯片控制下,按时钟的节拍,逐条取出指令分析指令和执行指令,直到程序的结束。
微处理器芯片中的内部总线和运算部件也是为通用目的而设计,即使是专为信号处理而设计的通用微处理器,因为它的通用性也不可能为某一特殊的算法来设计一系列的专用的运算电路而且其内部总线的宽度也不能随便的改变,只有通过改变程序,才能实现这个特殊的算法,因而其算法速度也受到限制所以要设计专用的信号处理电路。
3.什么是实时处理系统?实时处理系统是具有实时响应的处理系统。
4.为什么要用硬件描述语言来设计复杂的算法逻辑电路?因为现代复杂数字逻辑系统的设计都是借助于EDA工具完成的,无论电路系统的仿真和综合都需要掌握硬件描述语言。
5.能不能完全用C语言来代替硬件描述语言进行算法逻辑电路的设计?不能,因为基础算法的描述和验证通常用C语言来做。
如果要设计一个专用的电路来进行这种对速度有要求的实时数据处理,除了以上C语言外,还须编写硬件描述语言程序进行仿真以便从电路结构上保证算法能在规定的时间内完成,并能通过与前端和后端的设备接口正确无误地交换数据。
6.为什么在算法逻辑电路的设计中需要用C语言和硬件描述语言配合使用来提高设计效率?首先C语言很灵活,查错功能强,还可以通过PLI编写自己的系统任务,并直接与硬件仿真器结合使用。
C语言是目前世界上应用最为广泛的一种编程语言,因而C程序的设计环境比Verilog HDL更完整,此外,C语言有可靠地编译环境,语法完备,缺陷缺少,应用于许多的领域。
Verilog 是一种硬件描述语言(HDL),主要用于描述数字电路的行为和结构。
以下是一些Verilog 语言的基本语句:模块声明:module ModuleName (input wire A, input wire B, output reg C);// 模块内部代码endmodule这里input 和output 定义了模块的接口。
wire 表示信号是一个线性的,reg 表示寄存器类型的信号。
组合逻辑:always @* beginC = A & B; // 与门endalways @* 表示这是一个组合逻辑块。
& 是逻辑与操作符。
时序逻辑:always @(posedge Clock) beginif (Reset) beginC <= 1'b0;end else beginC <= A | B; // 或门endend这里posedge 表示在时钟信号上升沿触发。
<= 是非阻塞赋值,= 是阻塞赋值。
模块实例化:ModuleName U1 (.A(InA), .B(InB), .C(OutC));实例化一个模块,并连接输入输出信号。
always_ff 块:always_ff @(posedge Clock) begin// 在时钟上升沿执行的代码end这是一种常用于时序逻辑的结构,比always @(posedge ...) 更加严格。
always_comb 块:always_comb begin// 组合逻辑,无时钟敏感end在这个块内部的代码将在每次输入信号变化时执行。
if-else 语句:if (condition) begin// 条件为真时执行的代码end else begin// 条件为假时执行的代码endcase 语句:case (selector)2'b00: // 两位二进制值为00时执行的代码2'b01: // 两位二进制值为01时执行的代码2'b10: // 两位二进制值为10时执行的代码2'b11: // 两位二进制值为11时执行的代码default: // 默认执行的代码endcase这些是Verilog 中的一些基本语句,用于描述数字电路的行为和结构。
第六章 Verilog HDL语法一、Continuous Assignment(持续赋值)1、Continuous assignments的使用持续赋值可以在声明网络时使用,或者用assign声明。
wire adder_out = mult_out + out等价于wire adder_out;assign adder_out = mult_out + out2、Continuous assignments的特点1)“=”左边必须是net型数据2)“=”右边可以是net(网络), register(寄存器), function calls(功能调用)3)Always active,意思是当“=”右边的数据改变时,左边的数据立即发生改变3、Continuous assignments举例module ander (out, ina, inb);input [7:0] ina, inb;output [7:0] out;wire [7:0] out;assign out = ina & inb;endmodule二、always Block(Always 块)1、always块简述由behavioral statements(行为描述)组成,用于描述电路中不断执行的过程,如果behavioral statements(行为描述)超过两行,则需要使用begin_end语句包括。
always @ (posedge clk or posedge clr)beginif (clr)out <= 16'h0000;elseout <= adder_out;end2、always块的特点1)使用“<=”表示非阻塞式赋值方式,块执行完成后再赋值2)“<=”左边必须是register型数据3)“<=”右边可以是所有的操作方式4)多个always块同时出现时,各块将同时并行执行3、触发条件1)用于组合逻辑always @(a or b or sel)触发条件:输入端a、b、sel任一发生逻辑改变,则always块将执行。
Verilog语句讲解一、Verilog语言简介1.1 什么是Verilog语言Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于描述数字电路和系统的行为和结构。
它是一种高级语言,可以用于设计和验证各种电子系统,从简单的门电路到复杂的处理器和系统芯片。
1.2 Verilog语言的特点•面向事件的建模:Verilog可以描述数字电路中的事件和信号变化,使得设计者可以更好地理解和建模系统的行为。
•层次化建模:Verilog允许设计者使用模块化的方式组织代码,从而实现对复杂系统的分层描述。
•并发性支持:Verilog支持并发执行,可以同时执行多个操作,从而提高了系统的性能和效率。
•灵活性:Verilog可以描述各种类型的电路和系统,包括数字逻辑电路、时序电路、存储器和通信接口等。
二、Verilog语句的基本结构2.1 模块定义语句在Verilog中,一个模块是由输入、输出和内部逻辑组成的。
模块定义语句用于定义一个模块的接口和行为。
module module_name(input_list, output_list);// 内部逻辑endmodule•module_name:模块的名称,用于在其他模块中引用该模块。
•input_list:输入端口列表,用于定义模块的输入信号。
•output_list:输出端口列表,用于定义模块的输出信号。
2.2 信号定义语句Verilog中使用信号来表示数据和控制信号。
信号定义语句用于定义信号的类型和宽度。
reg [width-1:0] signal_name;•reg:表示信号的类型为寄存器,可以存储数据。
•[width-1:0]:表示信号的位宽,从高位到低位。
•signal_name:信号的名称,用于在模块内部引用该信号。
2.3 时钟信号定义语句在时序电路中,时钟信号是非常重要的。
Verilog中使用时钟信号来同步和控制电路的操作。
input wire clk;•input wire:表示时钟信号是一个输入信号。
Verilog学习笔记基本语法篇(六)········循环语句在Verilog中存在着4种类型的循环语句,⽤来控制执⾏语句的执⾏次数。
1)forever语句:连续执⾏的语句。
2)repeat语句:连续执⾏n次的语句。
3)while语句:执⾏语句,直⾄某个条件不满⾜。
4)for 语句:三个部分,尽量少⽤或者不⽤for循环。
各语句的格式与注意事项:
1)forever格式:
forever 语句;
或:forever begin 多条语句 end
常⽤于产⽣周期性的波形,⽤来作为仿真测试信号。
它与always的不同之处是不能独⽴在程序中,必须写在initial块中。
2)repeat格式:
repeat(表达式)语句;
或:repeat(表达式) begin 多条语句 end
在repeat中,其表达式常为常量表达式。
(可实现乘法器P60)
3)while格式:
while(表达式)语句;
或:while(表达式) begin 多条语句 end
4)for的格式:
for(表达式1;表达式2;表达式3)
语句;
执⾏过程与 c 语⾔中的for循环相同,注意表达式之间要⽤分号分割。
Verilog HDL的行为语句Verilog HDL有许多的行为语句,使其成为结构化和行为性的语言。
Verilog HDL语句包括:赋值语句、过程语句、块语句、条件语句、循环语句、编译预处理等,如表5-14所示。
符号“√”表示该语句能够为综合工具所支持,是可综合的。
5.3.1 赋值语句赋值语句包括持续赋值语句与过程赋值语句。
1. 持续赋值语句assign为持续赋值语句,主要用于对wire 型(连线型)变量赋值。
例如:assign c=~(a&b); 在上面的赋值中,a、b、c三个变量皆为wire型变量,a和b 信号的任何变化,都将随时反映到c上来。
2. 过程赋值语句过程赋值语句多用于对reg型变量进行赋值。
过程赋值有阻塞赋值和非阻塞赋值两种方式。
a. 非阻塞赋值方式非阻塞赋值符号为“<=”,如:b<=a; 非阻塞赋值在整个过程块结束时才完成赋值操作,即b的值并不是立刻就改变的。
b. 阻塞赋值方式阻塞赋值符号为“=”,如:b=a; 阻塞赋值在该语句结束时就立即完成赋值操作,即b的值在该语句结束时立刻改变。
如果在一个块语句中(例如always块语句),有多条阻塞赋值语句,那么在前面的赋值语句没有完成之前,后面的语句就不能被执行,仿佛被阻塞了一样,因此称为阻塞赋值方式。
5.3.2 过程语句VerilogHDL中的多数过程模块都从属于以下2种过程语句:initial及always。
在一个模块(module)中,使用initial和always语句的次数是不受限制的。
initial语句常用于仿真中的初始化,initial过程块中的语句仅执行一次;always块内的语句则是不断重复执行的。
1. initial过程语句initial过程语句使用格式如下:initial begin 语句1; 语句2;| 语句n; end intial语句不带触发条件,initial过程中的块语句沿时间轴只执行一次。
verilog语句讲解Verilog是一种基于硬件描述语言的编程语言,用于设计和模拟数字电路。
它支持逻辑门级、寄存器传输级、行为级等多层次的建模方式,并可用于仿真、综合和验证电路。
以下是对Verilog语句的简要讲解:1. 模块声明模块是Verilog设计中的基本单元,模块声明格式如下:module module_name (input input_name, output output_name);其中,模块名module_name是用户定义的字符串,input_name和output_name是模块的输入和输出端口。
模块内的代码块就可以在port的作用下被调用。
2. 数据类型Verilog支持多种数据类型,如位(bit)、字节(byte)、十六进制、整数、实数等。
其中,位(bit)是最基本的数据类型,同时也是最常用的数据类型。
3. 操作符Verilog支持多种操作符,包括算术操作符、比较操作符、位操作符、逻辑操作符等。
如算术操作符包括加、减、乘、除、取余等操作符;比较操作符包括相等、不等、大于、小于等操作符;位操作符包括与、或、异或等操作符;逻辑操作符包括与、或、非、异或等操作符。
4. flow controlVerilog中的流程控制语句包括if、for、while等。
其中,if语句用于实现条件分支,for语句和while语句用于实现循环。
5. 实例化实例化是指将一个模块嵌入到另一个模块中,实例化格式如下:module instance_name (input input_name, outputoutput_name);其中,实例名称instance_name是用户自定义的名称,input_name和output_name是模块的输入和输出端口。
6. 时序建模时序建模是Verilog中非常重要的部分,用于描述数字电路中不同元件之间的时序关系。
时序建模主要有以下几种形式:时钟、时序延迟、模拟延迟等。