Verilog代码可移植性设计
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verilog 门电路移位算法-回复Verilog门电路移位算法指的是使用Verilog语言实现的一种算法,用于在数字电路设计中实现移位操作。
移位操作是对数据位进行移动的操作,可以向左或向右移动指定的位数。
在数字集成电路中,移位操作常常用于实现乘法、除法、逻辑运算等功能。
本文将一步一步回答关于Verilog门电路移位算法的问题,并详细介绍其原理、应用和实现方式。
第一步:了解移位算法的基本原理和分类移位算法是一种将数据位向指定方向移动的算法。
根据移位方向的不同,可以将移位算法分为左移和右移。
左移是将数据位向数的高位方向移动,右移是将数据位向数的低位方向移动。
在Verilog门电路中,通常使用逻辑门电路实现移位算法。
第二步:理解移位算法的应用场景移位算法在数字电路设计中有广泛的应用场景。
例如,在乘法电路中,移位算法可以用于实现两个数相乘的操作。
将一个数向左移动一定位数,可以实现将该数乘以2的指定次方。
在除法电路中,移位算法可以用于实现两个数相除的操作。
将一个数向右移动一定位数,可以实现将该数除以2的指定次方。
此外,移位算法还可以用于实现逻辑运算,例如逻辑与、逻辑或等。
第三步:了解Verilog语言的基本结构和语法Verilog是一种用于数字电路描述和仿真的硬件描述语言。
在Verilog 中,可以使用门电路、寄存器、触发器等电路元件来构建数字电路。
Verilog语言基于C语言的语法,具有模块化、并发和分层设计的特点。
第四步:编写移位算法的Verilog代码在Verilog中,可以使用逻辑门电路和移位操作符(<<、>>)来实现移位算法。
首先,需要定义输入和输出的位宽。
然后,使用逻辑门电路(如与门、或门等)来实现位的移动。
最后,通过组合逻辑将各个部分连接起来,形成完整的移位算法。
第五步:进行Verilog代码的仿真和验证在编写完Verilog代码后,可以使用Verilog仿真工具进行代码的仿真和验证。
FPGA设计流程指南前言本部门所承担的FPGA设计任务主要是两方面的作用:系统的原型实现和ASIC的原型验证。
编写本流程的目的是:●在于规范整个设计流程,实现开发的合理性、一致性、高效性。
●形成风格良好和完整的文档。
●实现在FPGA不同厂家之间以及从FPGA到ASIC的顺利移植。
●便于新员工快速掌握本部门FPGA的设计流程。
由于目前所用到的FPGA器件以Altera的为主,所以下面的例子也以Altera为例,工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus,但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。
目录1. 基于HDL的FPGA设计流程概述 (1)1.1 设计流程图 (1)1.2 关键步骤的实现 (2)1.2.1 功能仿真 (2)1.2.2 逻辑综合 (2)1.2.3 前仿真 (3)1.2.4 布局布线 (3)1.2.5 后仿真(时序仿真) (4)2. Verilog HDL设计 (4)2.1 编程风格(Coding Style)要求 (4)2.1.1 文件 (4)2.1.2 大小写 (5)2.1.3 标识符 (5)2.1.4 参数化设计 (5)2.1.5 空行和空格 (5)2.1.6 对齐和缩进 (5)2.1.7 注释 (5)2.1.8 参考C语言的资料 (5)2.1.9 可视化设计方法 (6)2.2 可综合设计 (6)2.3 设计目录 (6)3. 逻辑仿真 (6)3.1 测试程序(test bench) (7)3.2 使用预编译库 (7)4. 逻辑综合 (8)4.1 逻辑综合的一些原则 (8)4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8)4.1.1 大规模设计的综合 (8)4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8)4.2 调用模块的黑盒子(Black box)方法 (8)参考 (10)修订纪录 (10)1. 基于HDL的FPGA设计流程概述1.1 设计流程图说明:●逻辑仿真器主要指modelsim,Verilog-XL等。
ST-BUS总线接口模块的Verilog HDL设计关键字:总线转换卡驱动控制电路输入输出模块印刷电路板滤波电路整流电路引言随着数字技术的迅速发展,现代通信系统已成为一个庞大的综合化数字网络。
电信核心网络除了提供传统电话服务外,还为其它专用通信(比如警用集群通信等)提供中继服务。
电信系统一般从交换机引出E1信号线路以供其它专用通信系统接入。
为了满足电信网的接入规范,E1终端设备内部常采用一种被称为ST-BUS的总线来对需要接入通信网的各路用户数据进行排队,以便统一与E1信号进行转换,充分利用E1线路资源。
由于批量生产的接口芯片都是针对某些特定标准接口而设计,无法满足E1通信的特殊需要。
为满足多种特殊接口与电信线路间进行数据交换的需要,增加系统可重配置的灵活性,本文在所涉及项目中的E1接口转换板的设计中采用了可编程器件实现了多种特殊接口的混合接入。
为了简化问题,文中主要介绍ST-BUS总线接口收发模块的Verilog HDL设计。
ST-BUS基本原理ST-BUS(Serial Telecom BUS,串行通信总线)是卓联半导体公司根据电信应用的需要而定义的一种重要的通信设备内部总线通信协议,它可以将多路信息(包括音频、视频、控制信息以及其它数据等)进行复接或解复接,以便统一进行信号转换,实现本地设备与电信E1线路间的数据交换。
随着通信系统越来越复杂,电信设备常有局部部件的淘汰或者更新换代。
为了提高设备兼容性也便于系统升级,电信设备广泛采取了模块化设计方法,而ST -BUS就是将各功能模块连接起来协同工作的一种总线标准。
所以,不论模块的功能和外部接口怎样,只要具备ST-BUS总线接口,都可以方便地嵌入到特定的通信系统中。
根据卓联对ST-BUS的信号及时序规范所作的定义,ST-BUS是一种传输数字信息的高速同步串行通信总线,总线接口所需信号有帧同步信号、位时钟信号和串行数据信号。
帧同步信号主要有类型0和类型1两种:类型0的同步脉冲仅出现在帧的开头,如图1所示,总线上各部件将之作为重要参考信号并由此决定何时开始接收或发送数据流;类型1的同步脉冲需要维持一个完整的时隙周期(即8个位时钟周期),在此期间部件也要接收或发送信息数据,这种同步方式较少应用。
一、引言在数字电路设计中,移位寄存器是十分常见的电路元件。
它能够对输入的数据按照特定的规则进行位移操作,常见的有左移、右移、循环移位等。
在Verilog语言中,我们可以通过编写代码来实现八位移位寄存器。
本文将从深度和广度方面展开对八位移位寄存器的Verilog代码进行全面评估,并撰写有价值的文章。
二、基本概念在开始编写八位移位寄存器的Verilog代码之前,我们首先要明确其基本概念。
移位寄存器是一种能够在时钟信号的控制下,对输入数据进行位移操作的寄存器。
而八位移位寄存器则是指这个寄存器能够对八位二进制数据进行位移。
这意味着在Verilog代码中,我们需要定义一个八位的寄存器,并编写移位操作的逻辑。
我们还需要考虑如何控制时钟信号和输入数据,以使得移位操作能够按照我们的期望进行。
三、Verilog代码实现```verilogmodule shift_register(input wire clk, // 时钟信号input wire rst, // 复位信号input wire [7:0] data_in, // 输入数据output reg [7:0] data_out // 输出数据);// 初始化寄存器always @(posedge clk or posedge rst)beginif (rst)data_out <= 8'b00000000; // 复位时,将寄存器清零elsedata_out <= data_in; // 否则将输入数据写入寄存器end// 左移操作always @(*)begindata_out = {data_out[6:0], 1'b0}; // 将寄存器中的数据向左移动一位end// 右移操作always @(*)begindata_out = {1'b0, data_out[7:1]}; // 将寄存器中的数据向右移动一位endendmodule```以上是一个简单的八位移位寄存器的Verilog代码实现。
verilog 中timeunit timeprecision的用法1. 引言1.1 概述本文将介绍在Verilog中的timeunit和timeprecision的用法和设置方法,并探讨它们对仿真效果的影响。
在Verilog中,timeunit用于定义时间单位,而timeprecision则决定了时间精度。
正确设置并应用这两个参数是确保设计正确性和仿真准确性的关键。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述:第一部分将对Verilog中timeunit和timeprecision进行定义和解释,并介绍它们在设计中的作用。
第二部分将详细讲解如何设置和应用timeunit和timeprecision,以及其影响范围。
第三部分将通过实例展示如何使用timeunit和timeprecision,并分析它们对仿真效果的影响。
第四部分将列出设置timeunit和timeprecision时需要考虑的因素,并提供常见问题及相应解决方案。
最后总结文章所述内容并给出相关结论。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入理解Verilog中的timeunit和timeprecision,并帮助读者正确设置这两个参数以获得准确且可靠的仿真结果。
通过丰富的实例分析,读者将能够更好地理解这些概念并能够避免常见问题。
2. Verilog 中timeunit和timeprecision的定义与作用:2.1 Verilog中时间单位Timeunit的用法:在Verilog中,时间单位(timeunit)是通过`timescale`关键字进行定义的。
`timescale`关键字用于指定模拟时间与实际时间之间的比例。
它包含两个参数,分别表示时间单位(timeunit)和时间精度(timeprecision)。
时间单位表示模拟中一个时间单位对应多少实际时间。
常见的时间单位有纳秒(ns)、微秒(us)、毫秒(ms)、秒(s)等。
通过设置不同的时间单位,可以调整仿真时钟周期的长度。
EDA技术与Verilog设计王金明版第12章Verilog语言的发展EDA技术与Verilog设计是现代数字电路设计中非常重要的两个方面。
EDA技术(Electronic Design Automation)是指利用计算机辅助设计工具来帮助进行电子系统的设计和验证。
Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于设计和描述数字电路。
本文将重点介绍Verilog语言的发展。
Verilog语言最初由Gateway Design Automation公司的Phil Moorby和Prabhu Goel于1983年开始开发,用于辅助数字电路设计。
当时的数字电路设计主要使用原理图和编程方式,导致设计效率低下和错误的增多。
为了解决这些问题,硬件描述语言应运而生。
最早的Verilog语言是在原始C语言的基础上进行扩展,引入了许多与硬件相关的特性。
这使得Verilog的语法相对于C语言更加接近硬件描述。
Verilog语言可以描述电路的功能和结构,包括时序逻辑、组合逻辑、寄存器和存储器等。
随着硬件设计需求的不断增加,Verilog语言不断发展。
VerilogHDL 1364标准于1995年发布,引入了许多新的功能和特性。
其中最重要的是系统任务和函数,用于模拟系统级行为。
SystemVerilog语言于2002年推出,是Verilog HDL的扩展,引入了更多的高层次设计特性和验证特性。
Verilog语言的发展主要有以下几个方面的影响:1. 高层次综合(High-Level Synthesis,HLS)技术的发展对Verilog语言产生了深远的影响。
HLS技术允许设计者以高层次的抽象描述电路功能,然后将其自动转化为硬件电路。
这大大提高了设计的效率和可移植性。
Verilog语言的发展也使得其更加适合进行高层次综合。
2. 验证技术的发展也推动了Verilog语言的演进。
在设计过程中,验证是非常重要的一环。
随着电路规模的不断增加,传统的模拟仿真已经无法满足验证的需求。
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1. 参数定义
localparam,实例代码如下:
module tm1(
clk,rst_n,
pout
);
input clk;
input rst_n;
output[M:0] pout;
localparam N = 4;
localparam M = N-1;
reg[M:0] cnt;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) cnt <= 0;
else cnt <= cnt+1'b1;
assign pout = cnt;
endmodule
其实所谓localparam即local parameter(本地参数定义)。
简单的说,通常我们习惯用parameter在任何一个源代码文件中进行参数定义,如果不在例化当前代码模块的上层代码中更改这个参数值,那么这个parameter可以用localparam代替。
而localparam定义的参数是可以如parameter在上层文件中被更改的。
具体的区别待parameter的用法实例后大家就能明白。
parameter,实例代码如下:
module tm1
#(parameter N = 4)
(
clk,rst_n,
pout
);
input clk; //外部输入25MHz时钟
input rst_n; //外部输入复位信号,低电平有效
output[M:0] pout;
localparam M = N-1;
reg[M:0] cnt;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) cnt <= 0;
else cnt <= cnt+1'b1;
assign pout = cnt;
endmodule
tm1.v的上层模块中,可以用lvdsprj.v模块中的方式对其已经定义的parameter参数进行重新定义,而相应的localparam定义是不可以在lvdsprj.v模块中进行重新设定的。
Lvdsprj.v模块的代码如下:
module lvdsprj(
clk,rst_n,
pout
);
input clk;
input rst_n;
output[M:0] pout;
localparam N = 5;
localparam M = N-1;
tm1 #(.N(5))
uut1(
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.pout(pout)
);
endmodule
在verilog设计中,我们习惯将状态机的状态量用parameter来申明定义,它的适用范围通常是某个代码模块,或者其相关的上一层模块可对其进行重新申明定义。
而如果工程中有多个模块里要用到同样的
2. 宏定义
从定义方式上看,verilog语法中的宏定义和C还是略有区别,如verilog中的宏定义如下:
`define M 5
在使用该宏定义值时,通常M应该表示为`M。
之所以不是很提倡滥用宏定义,是因为它不像parameter那么“中规中矩”的作用有某几个特定的源代码文件中。
一旦`define被编译,其在整个编译过程中都有效,只有当遇到`undef 命令才能使之失效。
也即它通常会影响工程的其他模块,尤其当多个同样宏名定义时,如果不注意有可能照成定义的混乱。
3. 条件编译
`ifdef、`else 和`endif,这些编译指令用于条件编译,如下所示:
`ifdef windows
parameter SIZE = 16
`else
parameter SIZE = 32
`endif
在编译过程中,如果已定义了名字为windows的文本宏,就选择第一种参数声明,否则选择第二种参数说明。
` else程序指令对于`ifdef 指令是可选的。
条件编译其实是很有用的,尤其在代码移植过程中。
在工程中,如果我们编写某段代码逻辑(可能不止一段),而在实际应用中并不需要(或者只是作为调试使用,或者可能在别的工程中使用),通常的做法可能是将该部分逻辑进行注释。
而当再次希望使用这部分代码的时候,一个常见的问题出现了,取消注释的时候往往可能不记得哪些逻辑是和这个功能块相关并被注释了。
因此,这个时候条件编译就派上用场,可以省去我们很多的郁闷时间。
特权同学过去对这个命令很不感冒,通常只是感觉很多有用的没用的代码在那里显得很紊乱,殊不知其实某些情况下它还是很“给力”的。
以上提到的三种常见参数定义和编译指令,在一个好的工程中应该是频频出现。
毕竟用好了它们对于代码的重用(移植)和升级是非常有帮助的。
特权同学在工作中常常需要重用以前的设计模块,也常常需要将工程移植到新的器件或类似的应用中。
遇到过不少恼人的问题,也许只是简单的几个小疏忽,却常常花费数日在纠错。
究其根本原因,都是因为代码的原型设计不够规范,代码的可重用性考虑欠缺。
总结过去遇到的一些常见问题,简单的归纳几点心得:
① 工程中一些通用常量的定义多用parameter或`define,便于更改。
② 部分暂时不需要的功能块用`ifdef来“注释”。
③ 模块的进出信号接口尽量标准化(可以是比较“官方”的标准化,当然也可以是自定义的“草根”标准化),利于将来的复用。
④ 注释要清晰明了,不说废话,即便在一个代码源文件里,也尽量将各个不同的功能块代码“隔离”。
⑤ 配套文档和说明必不可少。
⑥ 信号命名尽量“中性”化。
比如某模块的时钟输入是25MHz,那么可以取个中性的信号名clk,而不需要取clk_25m,但必须在注释中标明频率。
这样做的好处是将来移植到时钟输入为50MHz或是其他频率的应用中,不必再费劲的改clk_25m为clk_50m了。