北大数字集成电路课件--8_verilog的延时模型
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Verilog语言设计增加延时的正确方法在Verilog中,可以采用多种方法来增加延时。
下面是一些常用的方法:1. 使用"#"延时控制符:在Verilog中,可以使用"#"延时控制符指定一个信号在一个特定的时间单位内保持不变。
例如,如果要为一个信号添加10个时间单位的延时,可以使用以下语法:```verilogsignal = 1;```其中,signal是要延时的信号或表达式,10是延时的时间单位。
2. 使用assign语句和延时控制符:可以在assign语句中结合使用延时控制符。
这种方法适用于需要在组合逻辑电路中增加延时的情况。
例如:```verilogassign output = input;```这条assign语句将会在input信号变化之后的10个时间单位内更新output信号。
3.使用延时模块:可以创建一个延时模块,通过简单的计数循环来实现延时。
这种方法适用于需要更复杂的延时行为的情况。
以下是一个示例延时模块的代码:```verilogmodule delay_module input wire clk,input wire enable,input wire [31:0] delay, output wire outputreg [31:0] count;if (enable) beginif (count < delay) begin count <= count + 1;end else begincount <= 0;output <= 1;endend else begincount <= 0;output <= 0;endendendmodule```在这个延时模块中,delay输入信号指定了延时时间。
当enable信号为高电平时,clk时钟的上升沿触发计数器,如果计数器小于给定的延时时间,则继续增加计数器,否则输出信号变为高电平。
Verilog的延时赋值语法1. 延时赋值语法简介在Verilog硬件描述语言中,延时赋值语法是一种用于描述数字电路中信号延时行为的关键语法。
延时赋值语法允许设计者指定信号变化的时间延迟,从而模拟现实世界中电路元件的传播延迟。
通过准确地描述信号之间的延时关系,可以更好地实现电路设计、优化性能和解决时序问题。
2. 延时赋值的基本语法在Verilog中,延时赋值可以通过#符号和一个时间值来实现。
基本的延时赋值语法如下:#<时间值> <变量> = <值>;其中: - <时间值>:表示延时的时间,可以使用数字和时间单位来表示,如1ns表示1纳秒,10us表示10微秒,100ps表示100皮秒等。
- <变量>:表示信号变量,用于接收赋值后的结果。
- <值>:表示要赋给变量的值,可以是一个数字、一个表达式或者是其他信号。
3. 延时赋值的作用和用途延时赋值语法在Verilog中具有重要的作用和用途,主要包括以下几个方面:3.1 时序约束时序约束是指设计中对于信号的变化时间和时序关系的要求。
通过在Verilog代码中使用延时赋值语法,可以对电路中各个信号的变化时间和时序关系进行约束,从而确保电路的正确功能和正常工作。
3.2 电路仿真延时赋值语法对于电路仿真非常重要。
在进行数字电路仿真时,需要考虑信号在电路中的传播延迟,以模拟实际电路的运行情况。
通过使用延时赋值语法,可以在仿真过程中添加合适的延时,使得仿真结果更加准确和可靠。
3.3 时钟域切换在设计复杂的数字电路时,常常涉及到时钟域切换的问题。
不同时钟域的时钟信号在电路中的传播延迟可能存在差异,需要进行合适的时钟域切换处理。
使用延时赋值语法,可以实现时钟域切换的需求,确保电路在不同时钟域之间的正确协作和数据传输。
3.4 优化性能延时赋值语法还能够用于优化电路性能。
通过对电路中关键路径的延时进行调整,可以降低电路的时序问题和功耗,并提高电路的性能指标。
在Verilog中,延迟语句的写法有两种:
1. 在赋值运算符的左侧延迟:#delay <LHS> = <RHS>;
2. 在赋值运算符的右侧延迟:<LHS> = delay <RHS>;
其中,#delay表示延迟,<LHS>表示左侧操作数,<RHS>表示右侧操作数。
例如,如果要在5个时间单位后将1赋值给变量a,可以使用以下代码:
#5 a = 1;
此外,Verilog还提供了仿真延时语句,使用#n表示延时时间,将该语句加在语句中,延迟n个时间单位。
例如:
#5 C = A + B; //在执行到该语句时,等待5个时间单位,然后计算等号右边的值赋给C。
#5 C <= A + B; //在执行到该语句时,等待5个时间单位,然后将A+B的值赋给C。
需要注意的是,在Verilog中,阻塞赋值和非阻塞赋值的区
别在于赋值时是否会立即更新目标变量的值。
阻塞赋值会立即更新目标变量的值,而非阻塞赋值则会在延迟到期后更新目标变量的值。
因此,在编写Verilog代码时,应根据需要选择合适的赋值方式。
verilog 延时函数Verilog 延时函数Verilog 是一种硬件描述语言,常用于数字电路设计和仿真。
在Verilog 中,延时函数用于模拟电路中的时间延迟。
本文将介绍Verilog 中的延时函数及其使用。
一、什么是延时函数延时函数是一种用于控制电路中信号传输时间的函数。
在数字电路设计中,信号需要一定的时间才能从一个模块传递到另一个模块,而延时函数可以用来模拟这个传输时间。
通过合理使用延时函数,可以更好地评估和优化电路的性能。
二、Verilog 中的延时函数在 Verilog 中,常用的延时函数有两种:`#`延时和`$`延时。
1. `#`延时`#`延时是一种基于时间单位的延时函数,可以用来模拟电路中的传输延时。
其基本语法如下:```#<时间单位> <延时值>;```其中,时间单位可以是纳秒(`ns`)、微秒(`us`)、毫秒(`ms`)或秒(`s`),延时值是一个整数或实数,表示延时的时长。
例如,以下代码表示一个延时为10纳秒的延时函数:```#10 ns;```2. `$`延时`$`延时是一种基于时间量化的延时函数,可以用来模拟电路中的传输延时和执行时间。
其基本语法如下:```$<时间量化> (<延时值>);```其中,时间量化可以是纳秒(`ns`)、微秒(`us`)、毫秒(`ms`)或秒(`s`),延时值是一个整数或实数,表示延时的时长。
例如,以下代码表示一个延时为10纳秒的延时函数:```$10 ns;三、延时函数的使用延时函数可以在模拟仿真中模拟电路的传输延时和执行时间,有助于评估电路的性能和优化设计。
1. 传输延时传输延时是指信号从一个模块传递到另一个模块所需的时间。
延时函数可以用来模拟这个传输延时,以便更好地评估电路的响应时间和稳定性。
例如,以下代码表示一个延时为10纳秒的传输延时:```#10 ns; // 传输延时为10纳秒```2. 执行时间执行时间是指某个操作或任务完成所需的时间。
verilog的延时赋值语法
Verilog是一种硬件描述语言,通常用于设计数字电路。
在Verilog中,延时赋值语法是一种重要的赋值方式,用于指定不同延迟时间的信号
赋值。
延时赋值语法的基本形式是:
<variable> = #<delay> <value>;
其中,<variable>是要赋值的信号名称,<delay>是延时时间(以仿
真时间为单位),<value>是要赋给信号的值。
举个例子,下面的代码片段演示了延时赋值语法的使用:
wire clk;
reg r = 0;
always begin
#10 clk = ~clk;
end
always@(posedge clk) begin
#5 r = ~r;
end
上述代码中,使用了两个always块来定义模块的行为。
第一个always块通过十个时钟周期交替将时钟信号clk赋值为0和1。
第二个always块在clk信号上升沿触发时,将寄存器r的值取反,并延迟5个时钟周期。
需要注意的是,延迟时间只在仿真时有意义,在实际 FPGA 中运行时不会生效。
因此,延时赋值的使用需要谨慎,需要充分考虑系统的实际响应时间,以避免产生意想不到的结果。
总的来说,Verilog中的延时赋值语法是设计数字电路时极为有用的一种机制,能够准确地指定信号在不同延迟时间内的赋值,从而实现更加复杂的功能。
但需要注意的是,它也容易导致设计出现不可预测的行为,因此需要谨慎使用。
从仿真语义的角度看Verilog中的延时、阻塞与非阻塞赋值1 Verilog中的延时Verilog没有和VHDL中类似的最小延时概念,所有的延时都由符号“#”来定义,如果没有这个符号就意味着没有延时,清单1中描述了一个有关延时的简单例子。
清单1 简单的延时wire #5 Y = A & B;清单1 中使用持续赋值语句描述了一个两输入端与门逻辑,并且在表达式前插入了5ns (#5)的延时,意义为Verilog仿真器会在5ns的延时后将A和B相与赋值给Y。
通过这个例子可以看出,延时的插入只需要在原本的语句中加入“#”关键字即可,但在实际的使用中却经常产生错误,实际中的延时时间是由具体的硬件电路来决定的。
使我们更深入的理解Verilog中的延时,更加关注描述的电路意义而不是描述语句本身,Verilog也是一种机于硬件的语言。
1.1 实际中的延时在实际的电路中,只存在着两种延时行为,一个是惯性延时,另一个是传输延时。
1.1.1 惯性延时(Inertial Day)惯性延时通常在信号通过逻辑门的时候发生,图1所示是信号通过一个具有5ns延迟的非门时的行为。
图1 惯性延时输入信号WireIn有两个高电平脉冲,一个宽度为3ns,另一个宽度为9ns。
当第一个3ns 的脉冲到达非门时,因为其宽度小于非门的本身延时(5ns),输出还来不及建立低电平,输入脉冲就已经过去,所以在输出信号WireOut上没有体现出第一个3ns脉冲的响应。
第二个脉冲宽度为9ns,大于非门的本身延时,所以在脉冲上升沿5ns之后,WireOut输出了一个宽度为9ns的低脉冲,这个脉冲与输入脉冲等宽、反向而且延迟了5ns。
这种延时称为惯性延时或惰性延时。
如果输入的变化过快,小于逻辑门本身的延时,就不会被体现在输出上。
1.1.2 传输延时(Transport Delay)传输延时相对于惯性延时更容易理解,相当于信号通过了一条拥有固定延时的传输线。
verilog延迟格式指南Verilog延迟格式指南导言:在数字电路设计中,对于时序相关的电路,准确地定义延迟是非常重要的。
Verilog作为一种硬件描述语言,提供了多种格式来描述延迟。
在本篇文章中,我们将深入探讨Verilog延迟格式的使用,以及它们在电路设计中的应用。
一、Verilog延迟格式简介1.1 时间单位在Verilog中,时间单位是指计算延迟的基本单位。
常见的时间单位包括纳秒(ns)、微秒(us)、毫秒(ms)和秒(s)。
在编写Verilog代码时,我们需要根据实际需求选择合适的时间单位来表示延迟。
1.2 时间精度时间精度用于确定Verilog代码中表示延迟的精度。
它可以是一个固定的值,也可以是由`timescale指令在代码中设置的值。
常见的时间精度包括1纳秒(1ns)、10纳秒(10ns)和100纳秒(100ns)。
选择适当的时间精度可以在保证准确性的前提下,提高代码的可读性和可维护性。
二、Verilog延迟格式的使用方法2.1 形式延迟形式延迟是指在Verilog代码中直接使用固定的时间值来表示延迟。
它可以是一个常数,也可以是一个参数或信号的值。
以下是一些常见的形式延迟的使用示例:- #10 // 延迟10个时间单位- #20us // 延迟20微秒- #(CLK_PERIOD/2) // 延迟信号CLK_PERIOD的一半的时间2.2 变量延迟变量延迟是指在Verilog代码中使用变量来表示延迟。
这种延迟方式更加灵活,可以根据具体情况进行动态调整。
以下是一个使用变量延迟的示例:- #delay // 延迟时间由变量delay决定2.3 步进延迟步进延迟逐渐增加或减少延迟时间,用于模拟一些特定的时序行为。
它可以通过循环结构或条件语句来实现。
以下是一个使用步进延迟的示例:```for (i=0; i<10; i=i+1) begin#i*10;end```上述代码中,延迟时间会从0逐步增加到90,步长为10个时间单位。
verilog delay格式摘要:1.Verilog delay 格式概述2.Verilog delay 格式的基本语法3.Verilog delay 格式的应用实例4.Verilog delay 格式的优缺点正文:一、Verilog delay 格式概述Verilog 是一种硬件描述语言,常用于数字系统建模和验证。
在Verilog 中,delay 格式是一种用于描述信号延迟的语法,可以帮助设计人员更准确地模拟数字电路的传输延迟。
二、Verilog delay 格式的基本语法Verilog delay 格式的基本语法如下:```#(延迟时间)signal_name;```其中,`#`表示延迟关键字,`延迟时间`表示信号延迟的时间长度,单位为时间单位(如ns、ps 等),`signal_name`表示需要延迟的信号名。
例如,对于一个名为`clk`的信号,延迟时间为10ns,可以表示为:```#(10ns) clk;```三、Verilog delay 格式的应用实例Verilog delay 格式可以用于各种数字电路的建模和验证,下面是一个简单的实例:假设有一个简单的D 触发器,其输入信号为`clk`和`rst_n`,输出信号为`q`和`q_n`。
可以使用Verilog delay 格式描述D 触发器的传输延迟,如下:```verilogmodule d_flip_flop(input wire clk,input wire rst_n,output reg q,output reg q_n);#(10ns) wire d;#(10ns) reg q_n_d;always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) beginq <= 1"b0.q_n <= 1"b0.end else beginq <= q_n_d;q_n <= d;endendendmodule```四、Verilog delay 格式的优缺点Verilog delay 格式的优点是可以精确地描述信号的传输延迟,有助于更准确地验证数字电路的性能。
Verilog 编写的延时函数用quartus编译通过,并且用modelsim进行了后仿真老师让编写一个程序实现开关的延时控制,具体要求是开关量变高电平后延时500ms输出波形PWM1变为高,在延时500msPWM2输出波形变为高,在延时500msPWM3输出变为高电平。
当开关量变为低电平时,一次延时500ms,PWM3,PWM2,PWM1一次变为高电平。
源程序如下:moduletestosc(osc_in,osc_out,clk_in,clk_out,input_signal,PWM1,PWM2,PWM3,sta rt,signal_buffer);input osc_in,clk_in,input_signal;output PWM1,PWM2,PWM3,start;output osc_out,clk_out;output signal_buffer;regPWM1,PWM2,PWM3,osc_out,clk_out,start;//out1,out2,out3,out4,out5,out6, out7,out8,out9,out10,out11,out12,out13,out14,out15,out16,out17,out18, out19,out20,out21,out22,out23,out24,out25,out26,out27,out28,out29,out 30,out31,out32;reg[10:0] count;regsignal_buffer;initialbeginPWM1<=1'b0;PWM2<=1'b0;PWM3<=1'b0;start<=1'b0;count<=11'd0;signal_buffer<=1'b0;endalways @(osc_in)beginif(osc_in==1)beginosc_out<=0;clk_out<=0;endelsebeginosc_out<=1;clk_out<=1;endendalways @(posedgeclk_in)beginif(input_signal==1'b0)begincase(count)11'd0:if(signal_buffer==1'b1)//distinguish the trigger signals start<=1'b1;elsestart<=1'b0;11'd2:PWM3<=1'b0;11'd4:PWM2<=1'b0;11'd6:beginPWM1<=1'b0;start<=1'b0;signal_buffer<=1'b0; //remember the input signalenddefault:beginPWM1<=PWM1;PWM2<=PWM2;PWM3<=PWM3;endendcaseendelsebegincase(count)11'd0:if(signal_buffer==1'b0)start<=1'b1;elsestart<=1'b0;11'd2:PWM1<=1'b1;11'd4:PWM2<=1'b1;11'd6:beginPWM3<=1'b1;start<=1'b0;signal_buffer<=1'b1;enddefault:beginPWM1<=PWM1;PWM2<=PWM2;PWM3<=PWM3;endendcaseendendalways@(posedgeclk_in or negedge start)if(start==1'b0)count<=11'd0;elseif(count>11'd1500)count<=11'd0;elsecount<=count+11'd1;endmodulequartus仿真波形:Modelsim仿真波形如下:设计中用1K的信号,因此舍弃了对输入信号input_signal的检测,但是误差不会大于1ms,可以忽略。