华为verilog培训教程
verilog 教程
Verilog 的应用
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：
state <= state <= state <= state <= 2 ’bxx;
Start; Stop; Clear; Idle;
设计示例四 （续）
always @(state or Reset or A) begin if ( !Reset) F = 0; else if (state == Stop) F = 1; end
设计示例一
• 用门级结构描述D触发器：
设计示例一 module input output nand #10 flop(data,clock,clear,q,qb); data,clock,clear; q,qb; nd1(a,data,clock,clear), nd2(b,ndata,clock), nd4(d,c,b,clear), nd5(e,c,nclock), nd6(f,d,nclock), nd8(qb,q,f,clear); nd3(c,a,d), nd7(q,e,qb); iv1(ndata,data), iv2(nclock,clock);
设计示例四 （续）
always @(posedge Clock) if (!Reset) begin state <= Idle; end else case (state) Idle: if (A) Start: if (!A) Stop: if (A) Clear: if (!A) default: state <= endcase
Verilog_HDL教程
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。
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。
module HalfAdder (A, B, Sum, Carry); input A, B; output Sum, Carry;
Verilog教程
系统任务和系统函数在第 10章中详细讲解。
3.5 编译指令
以`（反引号）开始的某些标识符是编译器指令。在 Verilog 语言编译时，特定的编译器指 令在整个编译过程中有效（编译过程可跨越多个文件），直到遇到其它的不同编译程序指令。 完整的标准编译器指令如下 :
18 Verilog HDL 硬件描述语言
下载
3.5.7 `unconnected_drive和`nounconnected_drive
在模块实例化中，出现在这两个编译器指令间的任何未连接的输入端口或者为正偏电路 状态或者为反偏电路状态。
`unconnected_drive pull1 ... /*在这两个程序指令间的所有未连接的输入端口为正偏电路状态（连接到高电平） */ `nounconnected_drive
time_unit 和time_precision 由值1、10、和100以及单位s、ms、us、ns、ps和fs组成。例如：
`timescale 1ns/100ps
表示时延单位为 1ns, 时延精度为 100ps。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现 , 并且影响 后面所有的时延值。例如 :
示十进制），h或H（表示十六进制）之一； value是基于 base的值的数字序列。值 x和z以及十
3.5.3 `default_nettype
该指令用于为隐式线网指定线网类型。也就是将那些没有被说明的连线定义线网类型。
`default_nettype wand
verilog数字系统设计教程PPT课件
• 复杂数字系统的构成； • 基本电路和 Verilog 的对应关系； • 同步有限状态机在电路中的作用； • 时钟树与自动综合技术
数字逻辑电路的构成
- 组合逻辑：输出只是输入逻辑电平的函
数（有延时），与电路的原始状态无关。
• 时序逻辑：输出不只是输入的逻辑电
平的函数，还与电路所处的状态有关。
8 ‘ d 31
8‘d
t
out[15:0]
202
16 ‘ d
16‘ d
t
Sn 开
93
606
t 关
全局时钟网和平衡树结构
触发器1
全局时钟网络 触发器 图1 全局时钟网示意图
缓冲器
触发器n
图2 平衡树结构示意图
避免冒险和竞争
• 由于组合逻辑和布线的延迟引起
a
c
b
a
b
t
c
t
clock
避免冒险和竞争与流水线
t
t
带寄存器的八位数据通路控制器的波形
ControlSwitch
in[7]
out[7]
CLOCK
out[7]
D Q[7]
ControlSwitch
in[0]
out[0]
CLOCK
out[0]
D Q[0]
带寄存器的八位数据通路控制器的Verilog描述
`define ON 1 ‘b 1 `define OFF 1 ‘b 0 wire ControlSwitch; wire clock wire [7:0] out, in;
ControlSwitch in[7]
out[7]
…... …...
in[0]
verilog数字系统设计教程
verilog数字系统设计教程Verilog数字系统设计教程作者：XXX引言：数字系统设计是现代电子工程中非常重要的一部分。
Verilog作为一种硬件描述语言，提供了一种方便且专业的方法来设计和描述数字系统。
本教程旨在为初学者提供关于Verilog数字系统设计的详细介绍和指导。
1. Verilog简介Verilog作为一种硬件描述语言，用于描述数字系统的功能、结构和时序行为。
它类似于C语言，但更专注于硬件级别。
Verilog可以用于设计各种数字系统，例如处理器、嵌入式系统、通信设备等。
2. Verilog基本语法2.1 模块定义Verilog的基本单位是模块。
模块是数字系统的基本组成部分，可以看作是一个独立的功能单元。
模块可以包含输入、输出、内部信号以及其它子模块等。
2.2 信号声明在Verilog中，可以声明各种类型的信号，包括输入信号、输出信号和内部信号等。
信号声明定义了信号的类型、宽度和方向。
3. Verilog建模3.1 组合逻辑建模组合逻辑是数字系统中最基本的部分。
Verilog提供了各种组合逻辑建模的方法，包括逻辑运算、选择结构和多路复用器等。
3.2 时序逻辑建模时序逻辑是数字系统中需要考虑时序关系的部分。
Verilog提供了时序逻辑建模的方法，包括触发器、计数器和时序控制等。
4. Verilog仿真4.1 仿真器介绍仿真器是用于验证数字系统设计的工具。
Verilog可以与各种仿真器配合使用，用于验证设计的正确性和性能。
4.2 仿真流程仿真流程包括编写测试平台和测试用例、编译和仿真等步骤。
本节将介绍基本的仿真流程和相关技巧。
5. Verilog综合5.1 综合概述综合是将Verilog代码转换为逻辑门级描述的过程。
综合器通过将Verilog代码映射到实际的硬件库中，生成能够实现指定功能的逻辑电路。
5.2 综合流程综合流程包括综合前的优化和综合本身两个阶段。
本节将介绍综合的基本流程和主要考虑因素。
第1章 Verilog HDL入门简介
Verilog HDL数字系统设计及仿真
数字电路的回忆—七进制计数器
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢状态转换图
➢卡诺图
2
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢ Q3* 的卡诺图
➢状态方程：
Q3* Q3Q2 ' Q3 'Q2Q1
3
Verilog HDL数字系统设计及仿真
8
采用Verilog HDL代码
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢计数器模块
➢JK触发器模块
module
module JK_FF(J,K,CLK,Q,Qn);
Counter(Q3,Q2,Q1,C,CLK); input J,K;
output Q3,Q2,Q1,C;
input CLK;
input CLK;
output Q,Qn;
wire J1,K2,J3;
wire G3_n,G4_n,G5_n,G6_n,G7_n,G8_n;
nand G7(G7_n,Qn,J,CLK);
JK_FF JK1(Q1,Q1n,J1,1,CLK);nand G8(G8_n,CLK,K,Q);
JK_FF JK2(Q2, ,Q1,K2,CLK); nand G5(G5_n,G8_n,G6_n);
nand G1(Q,G3_n,Qn);
or or1(K2,Q1,Q3);
nand G2(Qn,Q,G4_n);
endmodule
not G9(CLK_n,CLK);
endmodule
9
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢更简洁的代码
module Counter(Q,CLK,RESET);
Verilog HDL入门教程
共41页资源类别： HDL 语言内部公开1.0密级版本文档编号文档中心Verilog HDL 入门教程(仅供内部使用)yyyy/mm/dd日期：批准：日期：中研基础批准：2004.8.3日期：中研基础拟制：版权所有 不得复制修订记录初稿完成1.002004.8.3作者描述修订版本日期绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第2页，共41页版权所有，侵权必究目 录285 结构建模..............................................................274.8 case 语句. (25)4.7 条件语句 (25)4.6.6 连接运算符 (25)4.6.5 条件运算符 (24)4.6.4 按位逻辑运算符 (23)4.6.3 逻辑运算符 (22)4.6.2 关系运算符 (21)4.6.1 算术运算符 (21)4.6 运算符和表达式 (20)4.5.2 寄存器类型 (20)4.5.1 线网类型 (20)4.5 数据类型 (18)4.4.2 常量 (18)4.4.1 值集合 (18)4.4 数字值集合 (18)4.3 格式 (17)4.2 注释 (17)4.1.3 书写规范建议 (17)4.1.2 关键词 (17)4.1.1 定义 (17)4.1 标识符 (17)4 Verilog HDL 基本语法....................................................163.3.4 混合设计描述.. (15)3.3.3 行为描述方式 (14)3.3.2 数据流描述方式 (12)3.3.1 结构化描述方式 (12)3.3 三种建模方式 (11)3.2 时延 (11)3.1.3 模块语法 (10)3.1.2 模块的结构 (9)3.1.1 简单事例 (9)3.1 模块 (9)3 Verilog HDL 建模概述.....................................................72.4.2 能力. (7)2.4.1 历史 (7)2.4 Verilog HDL 简介 (6)2.3 设计方法学 (6)2.2 硬件描述语言 (5)2.1 数字电路设计方法 (5)2 HDL 设计方法学简介......................................................51 前言...................................................................绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第3页，共41页版权所有，侵权必究4010 附录A Verilog 保留字...................................................399 习题..................................................................398 其他方面..............................................................377.4 行为建模具体实例...................................................367.3 过程赋值语句......................................................357.2 顺序语句块........................................................357.1 简介.............................................................357 行为建模..............................................................346.3 数据流建模具体实例.................................................346.2 阻塞赋值语句......................................................346.1 连续赋值语句......................................................346 数据流建模............................................................315.4 结构化建模具体实例.................................................295.3 实例化语句........................................................285.2 模块端口..........................................................285.1 模块定义结构......................................................绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第4页，共41页版权所有，侵权必究Verilog HDL 入门教程关键词：摘 要：本文主要介绍了Verilog HDL 语言的一些基本知识，目的是使初学者能够迅速掌握HDL设计方法，初步了解并掌握Verilog HDL 语言的基本要素，能够读懂简单的设计代码并能够进行一些简单设计的Verilog HDL 建模。
Verilog示例教程PPT教学课件
begin case(opcode) //算术运算 `plus: out =a + b; `minus: out = a - b; //位运算 `band: out = a & b; `bor: out = a | b; `unegate: out = ~a; //单目运算 default: out = 8'hx;
endmodule
设计示例四（续） 用四个T触发器组成一个进位计数器
module ripple_carry_counter(q, clk, reset); output [3:0] q; input clk, reset; //4 instances of the module TFF are created. TFF tff0(q[0],clk, reset); TFF tff1(q[1],q[0], reset); TFF tff2(q[2],q[1], reset); TFF tff3(q[3],q[2], reset); endmodule
//延迟200个单位时间，触发事件end_first_pass
end
$finish;
//结束仿真
end
设计示例三 (续）
always @(end_first_pass) clearb = ~ clearb; //清零信号电平翻转
always @(posedge clock) $display (“ at time %0d clearb= %b data= %b qout= %b ”, $time,clearb,data,qout);
宏定义stim引用,等同于 #100 data=4'b 注意引用时要用 `符号。
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Verilog HDL入门教程(仅供内部使用)
yyyy/mm/dd日期：批准：日期：中研基础批准：2004.8.3日期：中研基础拟制：
版权所有 不得复制修订记录初稿完成1.002004.8.3作者描述修订版本日期
绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程
2004-08-16第2页，共41页版权所有，侵权必究目 录285 结构建模..............................................................
274.8 case 语句..........................................................
254.7 条件语句..........................................................
254.6.6 连接运算符....................................................
254.6.5 条件运算符....................................................
244.6.4 按位逻辑运算符................................................
234.6.3 逻辑运算符....................................................
224.6.2 关系运算符....................................................
214.6.1 算术运算符....................................................
214.6 运算符和表达式.....................................................
204.5.2 寄存器类型 ...................................................
204.5.1 线网类型......................................................
204.5 数据类型..........................................................
184.4.2 常量.........................................................
184.4.1 值集合.......................................................
184.4 数字值集合........................................................
184.3 格式.............................................................
174.2 注释.............................................................
174.1.3 书写规范建议..................................................
174.1.2 关键词.......................................................
174.1.1 定义.........................................................
174.1 标识符............................................................
174 Verilog HDL 基本语法....................................................
163.3.4 混合设计描述..................................................
153.3.3 行为描述方式..................................................
143.3.2 数据流描述方式................................................
123.3.1 结构化描述方式................................................
123.3 三种建模方式......................................................
113.2 时延.............................................................
113.1.3 模块语法......................................................
103.1.2 模块的结构....................................................
93.1.1 简单事例.......................................................
93.1 模块..............................................................
93 Verilog HDL 建模概述.....................................................
72.4.2 能力..........................................................
72.4.1 历史..........................................................
72.4 Verilog HDL简介.....................................................
62.3 设计方法学.........................................................
62.2 硬件描述语言.......................................................
52.1 数字电路设计方法....................................................
52 HDL设计方法学简介......................................................
51 前言...................................................................
绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程
2004-08-16第3页，共41页版权所有，侵权必究4010 附录A Verilog 保留字...................................................
399 习题..................................................................
398 其他方面..............................................................
377.4 行为建模具体实例...................................................
367.3 过程赋值语句......................................................
357.2 顺序语句块........................................................
357.1 简介.............................................................
357 行为建模..............................................................
346.3 数据流建模具体实例.................................................
346.2 阻塞赋值语句......................................................
346.1 连续赋值语句......................................................
346 数据流建模............................................................
315.4 结构化建模具体实例.................................................
295.3 实例化语句........................................................
285.2 模块端口..........................................................
285.1 模块定义结构......................................................
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