SystemVerilog硬件设计及建模—第123章
SystemVerilog硬件设计及建模

SystemVerilog硬件设计及建模引言在硬件设计领域,SystemVerilog是一种广泛使用的硬件描述语言。
它结合了Verilog HDL和一些现代编程语言的特性,使得硬件设计和建模更加高效和灵活。
本文将介绍SystemVerilog的基本概念和语法,以及如何利用它进行硬件设计和建模。
SystemVerilog基础模块和端口在SystemVerilog中,设计被组织成一个个模块。
每个模块由一个或多个端口组成,其中包含输入端口、输出端口和双向端口。
端口是模块与外部世界之间通信的接口。
以下是一个简单的SystemVerilog模块的示例:module MyModule(input wire clk, input wire rst, input wire A, input wire B, output wire C);// 模块逻辑always @(posedge clk or posedge rst)if (rst)C <= 0;elseC <= A & B;endmodule数据类型SystemVerilog支持多种数据类型,包括基本数据类型(如整数和实数)和复杂数据类型(如数组和结构体)。
它还支持用户自定义数据类型。
以下是一些常用的数据类型示例:•整数类型:int, bit, logic•实数类型:real, time•数组类型:int my_array[8]•结构体类型:typedef struct packed {int x;int y;} my_struct;时序和复位在SystemVerilog中,时序和复位是设计中非常重要的概念。
时序表示硬件的时间顺序行为,比如时钟上升沿触发的操作。
复位用于将设计状态恢复到初始状态。
以下是一个简单的时序和复位示例:always @(posedge clk or posedge rst)if (rst)// 复位逻辑else// 时序逻辑仿真和验证SystemVerilog提供了丰富的仿真和验证功能,以验证设计的正确性。
systemverilog 可综合 语法

systemverilog 可综合语法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述SystemVerilog是一种硬件描述语言,其可综合语法用于描述硬件设计的行为和结构。
可综合语法是指在编写SystemVerilog代码时,能够被综合工具翻译成底层硬件电路,并最终映射到FPGA或ASIC等可编程器件上的语法规则和风格。
因此,可综合语法在硬件设计中起着至关重要的作用。
在硬件设计中,可综合语法使设计工程师能够通过代码描述硬件的功能和结构,包括处理器、逻辑电路、存储器等。
通过使用可综合语法,设计工程师可以更加灵活地实现各种功能和性能要求,同时也能提高设计的可维护性和可重用性。
SystemVerilog的可综合语法特点是其结构化的设计风格,丰富的数据类型和内置的高级语言功能。
与传统的硬件描述语言相比,SystemVerilog提供了更多的抽象层次和编程特性,可以更高效地完成复杂的硬件设计任务。
例如,SystemVerilog支持面向对象的设计方法,可以使用类和对象对设计进行建模和封装。
此外,SystemVerilog还提供了多种数据类型和运算符,使设计工程师可以更方便地处理各种数据和信号。
综上所述,可综合语法在SystemVerilog中具有重要的地位和作用。
通过使用可综合语法,设计工程师能够更加方便地描述和实现各种硬件功能,提高设计的效率和可靠性。
在今后的硬件设计中,可综合语法的应用将更加广泛,并且不断发展和完善,以满足不断变化的设计需求。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构的目的是为了给读者提供清晰的导航和理解文章的逻辑框架。
通过合理的结构,读者可以更好地理解文章的目的和内容,并能够有序地阅读和理解整个文档。
本文的结构如下:第一部分是引言部分,用于介绍文章的背景和相关信息。
在引言部分,我们将概述SystemVerilog可综合语法的定义和作用,并介绍本文的结构和目的。
第二部分是正文部分,主要内容是关于SystemVerilog可综合语法的定义和特点。
systemverilog

systemverilogSystemVerilog语⾔简介1. 接⼝(Interface)Verilog模块之间的连接是通过模块端⼝进⾏的。
为了给组成设计的各个模块定义端⼝,我们必须对期望的硬件设计有⼀个详细的认识。
不幸的是,在设计的早期,我们很难把握设计的细节。
⽽且,⼀旦模块的端⼝定义完成后,我们也很难改变端⼝的配置。
另外,⼀个设计中的许多模块往往具有相同的端⼝定义,在Verilog中,我们必须在每个模块中进⾏相同的定义,这为我们增加了⽆谓的⼯作量。
SystemVerilog提供了⼀个新的、⾼层抽象的模块连接,这个连接被称为接⼝(Interface)。
接⼝在关键字interface和endinterface之间定义,它独⽴于模块。
接⼝在模块中就像⼀个单⼀的端⼝⼀样使⽤。
在最简单的形式下,⼀个接⼝可以认为是⼀组线⽹。
例如,可以将PCI 总线的所有信号绑定在⼀起组成⼀个接⼝。
通过使⽤接⼝,我们在进⾏⼀个设计的时候可以不需要⾸先建⽴各个模块间的互连。
随着设计的深⼊,各个设计细节也会变得越来越清晰,⽽接⼝内的信号也会很容易地表⽰出来。
当接⼝发⽣变化时,这些变化也会在使⽤该接⼝的所有模块中反映出来,⽽⽆需更改每⼀个模块。
下⾯是⼀个接⼝的使⽤实例:interface chip_bus;// 定义接⼝wire read_request, read_grant;wire [7:0] address, data;endinterface: chip_busmodule RAM (chip_bus io,// 使⽤接⼝input clk);// 可以使⽤io.read_request引⽤接⼝中的⼀个信号endmodulemodule CPU(chip_bus io, input clk);...endmodulemodule top;reg clk =0;chip_bus a;// 实例接⼝// 将接⼝连接到模块实例RAM mem(a, clk);CPU cpu(a, clk);endmodule实际上,SystemVerilog的接⼝不仅仅可以表⽰信号的绑定和互连。
systemverilog课件

2012-9-8
9/31
HUST
哈尔滨理工大学 软件学院
School of software Harbin University of Science and Technology
SV的使用群体
2012-9-8
10/31
HUST
哈尔滨理工大学 软件学院
School of software Harbin University of Science and Technology
outline
概念简介 为什么要学习SV? 相关知识的了解 主要应用 SV与verilog的区别
重点语法简单介绍
2012-9-8
2/31
HUST
哈尔滨理工大学 软件学院
School of software Harbin University of Science and Technology
2、SV的升温
几年前,Accellera的SystemVerilog工作组开始寻求在Verilog基础之上创建 一种新的设计语言,并通过增加一系列丰富的验证性能对其进行扩展。 这种努力在去年12月结出硕果,IEEE批准了SystemVerilog P1800标准。 现在,SystemVerilog已是一个实实在在的IEEE标准,设计师们已经接受了 SystemVerilog,因为它是到目前为止增长最快的设计/验证语言(图1: SystemVerilog是全球增长最快的设计/验证语言,与Synopsys在2005年的 SNUG会议上的一项调查结果相符。)。
哈尔滨理工大学 软件学院
School of software Harbin University of Science and Technology
system verilog 标准

系统Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于描述数字电路。
它包含了Verilog的所有特性,并添加了一些新的特性。
这些新的特性包括在设计中引入了数据类型的定义,更好地支持设计的抽象,以及更自然地支持设计的层次式描述。
在本文中,我们将深入了解System Verilog标准。
1. 介绍System Verilog标准System Verilog是IEEE标准1800,最初是由Accellera组织进行开发的。
它于2005年发行,是Verilog HDL的扩展,它添加了许多新的特性,使得它更适合于硬件验证和设计。
2. System Verilog的特性System Verilog添加了许多新的特性,以提高Verilog HDL的功能。
其中一些主要特性包括:a. 对象导向编程:System Verilog引入了面向对象的编程范式,使得设计和验证更加抽象和灵活。
b. 增强了数据类型和操作:System Verilog引入了更多的数据类型和操作,更好地支持设计和验证的需求。
c. 增加了随机性:System Verilog引入了随机性,使得验证更加全面和高效。
3. System Verilog在硬件验证中的应用System Verilog的特性使得它在硬件验证中应用广泛。
它提供了丰富的验证方法和工具,包括:a. 事务级建模(TLM):System Verilog提供了TLM的支持,使得验证更加抽象和高效。
b. Constrained随机验证:System Verilog引入了constrained random的验证方法,使得验证更加全面和高效。
c. Coverage驱动验证:System Verilog提供了coverage驱动的验证方法,使得验证更加全面和高效。
4. System Verilog在硬件设计中的应用除了在硬件验证中应用广泛外,System Verilog在硬件设计中也有着广泛的应用。
system_verilog教程

基于断言的验证技术SystemVerilog Tutorials下面的手册会帮助你了解一些SystemVerilog中最重要的新特点。
手册还提供了一些代码样本和例子使你可以对语言有更好"感觉"。
这些辅导假设你们已经了解了一些Verilog语言。
如果没有,你可以先去看看Verilog设计者指南(V erilog Designer’s Guide)。
* Data types* RTL design* Interfaces* Clocking* Assertion-based verification* Classes* Testbench automation and constraints* The Direct Programming Interface (DPI)SystemVerilog 的数据类型这个手册将描述Systemverilog新引进的数据类型。
他们大多数都是可以综合的,并且可以使RTL级描述更易于理解和书写。
整型和实型SystemVerilog引进了几种新的数据类型。
C语言程序员会熟悉其中的大多数。
引进新的数据类型构思是这样的,如果C语言和SystemVerilog有相同的数据类型可以使C语言算法模型更容易的转化为SystemVerilog模型。
Verilog的变量类型有四态:既是0,1,X,Z。
SystemVerilog引进了新的两态数据类型,每一位只可以是0或是1。
当你不需要使用的X和Z值时,譬如在写Testbench和做为for语句的循环变量。
使用两态变量的RTL级模型,可以使模拟器更有效率。
并且使用得当的话将不会对综合结果产生影响。
二态整型类型描述例子Bit user-defined size bit [3:0] a_nibble;Byte 8 bits, unsigned byte a, b;Shortint 16 bits, signed shortint c, d;Int 32 bits, signed int i,j;Longint 64 bits, signed longint lword;注意到和C语言不一样,SystemVerilog指定了一些固定宽度的类型。
Verilog硬件描述语言与设计

精彩摘录
“Verilog是一种硬件描述语言,它允许设计师使用简洁的文本描述来描述 复杂的数字系统。这种语言被广泛用于电子设计自动化(EDA)工具链中,用于 描述和模拟数字电路设计。”
“在Verilog中,我们可以使用模块(module)来定义一个电路功能。模块 是Verilog中最基本的结构单元,它包含一组输入、输出和内部信号,以及描述 模块行为的Verilog代码。”
《Verilog硬件描述语言与设计》这本书的精彩摘录可以帮助读者更好地了 解Verilog语言和数字电路设计的基础知识。
阅读感受
《Verilog硬件描述语言与设计》读后感
在当今的电子设计自动化(EDA)领域,Verilog硬件描述语言与设计的重要 性不言而喻。这本书的,无疑为广大的电子设计工程师提供了一个全面的、权威 的学习资源。我怀着对Verilog的热爱和对电子设计的追求,认真地阅读了这本 书,以下是我对这本书的一些感想和思考。
作者简介
这是《Verilog硬件描述语言与设计》的读书笔记,暂无该书作者的介绍。
谢谢观看
《Verilog硬件描述语言与设计》这本书是一本非常值得一读的书。它不仅 让我深入理解了Verilog语言的基础知识和设计方法,更重要的是,它让我学会 了如何用Verilog进行高效的电子系统设计和建模。我相信,这本书对于所有对 电子设计感兴趣的读者来说,都会是一本非常有价值的参考书。
目录分析
《Verilog硬件描述语言与设计》是一本全面介绍Verilog HDL(硬件描述 语言)及其相关设计和验证技术的书籍。以下是该书的目录分析,旨在帮助读者 更好地了解其结构和内容。
Verilog硬件描述语言与设计
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
systemverilog标准手册

SystemVerilog标准手册一、概述SystemVerilog是一种硬件描述和验证语言,它结合了Verilog HDL和VHDL的特性,并增添了许多新的功能和特性。
SystemVerilog的标准手册是SystemVerilog语言的权威参考资料,它详细说明了SystemVerilog的语法、语义和用法规范。
二、内容1. 语言基础SystemVerilog标准手册包含了SystemVerilog语言的基础知识,如数据类型、变量定义、控制结构、函数和任务等。
在这一部分,读者可以了解到SystemVerilog的基本语法和语言特性,为后续的学习和应用打下坚实的基础。
2. 对象和类SystemVerilog引入了面向对象的编程思想,允许用户定义自定义类型、类和对象。
SystemVerilog标准手册详细介绍了对象和类的定义、成员函数、继承和多态等相关内容,为用户提供了丰富的编程工具和技巧。
3. 验证方法SystemVerilog不仅可以用于硬件描述,还可以用于硬件验证。
SystemVerilog标准手册介绍了SystemVerilog的验证方法和工具,包括assertion、coverage、constrained randomization等内容,帮助用户编写高效且可靠的验证代码。
4. 高级特性除了基本的语言特性外,SystemVerilog还提供了许多高级的功能和特性,如接口、多线程、并发控制等。
SystemVerilog标准手册深入介绍了这些高级特性的用法和原理,帮助用户更好地理解和应用SystemVerilog语言。
5. 应用实例除了语法和特性的介绍外,SystemVerilog标准手册还提供了大量的实际应用示例,包括硬件描述、验证代码和仿真模型等。
这些应用实例可以帮助用户更直观地了解SystemVerilog语言的实际应用场景,加深对SystemVerilog的理解和掌握。
三、重要性SystemVerilog标准手册是学习和使用SystemVerilog语言的重要参考资料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
通配符导入并不自动导入整个package,只 是相当于添加了一条搜索路径!! MicroElectronics Center
HMEC
2.1.3 package综合指导
package中的的任务和函数必须说明为自动的才能被综合, 并且不能包括静态变量。自动任务或函数的存储区在每次 调用时才会分配,引用自动package中的自动任务或函数的 每个模块看到的是不被其它模块共享的唯一副本,保证了 综合前后行为相同。 package中的变量声明是不可综合的!
MicroElectronics Center
HMEC
1.2.2 SystemVerilog获得的捐赠
SUPERLOG扩展可综合子集—CoDesign Automation Open VERA验证语言—Synopsys PSL PSL断言—IBM —IBM Open VERA断言—Synopsys DirectC和适用的应用程序设计接口—Synopsys 单独编辑和$readmem扩展—Mentor Graphics 标签联合体和高层次语言特征—BlueSpec
HMEC
2.1.1 package内容
package definitions; parameter VERSION = “1.1”; typedef enum {ADD, SUB, MUL} opcodes_t; typedef struct { logic [31 : 0] a, b; opcodes_t opcode; } instruction_t; function automatic [31:0] multiplier( input [31:0] a, b); return a * b; endfunction endpackage
MicroElectronics Center
HMEC
1.3 SystemVerilog关键增强
设计内部的封装通信和协议检查的接口 类似C语言中的数据类型,如int 用户自定义类型(typedef) 枚举类型、结构体和联合体 类型转换 package 外部编译单元区域 ++、--、+=等赋值操作 显式过程块 priority和unique修饰符 通过引用传送到任务、函数和模块 MicroElectronics Center
HMEC
电子设计自动化基础大纲
1. 2. 3. 4. 5. 6.
基于SystemVerilog的硬件设计 基于SystemVerilog的验证 逻辑综合专题 时序分析专题 自动物理设计专题 ……
08硕微电子公共邮箱:electron0421@
MicroElectronics Center
MicroElectronics Center
HMEC
2.2 $unit编译单元声明
编译单元域只作用于同时编译的源文件。每次编译源文 件就创建一个唯一仅针对此次编译的编译单元域! 假定模块CPU和模块controller都引用外部声明的变量 reset,考虑以下两种情况: (1)如果两个模块同时编译 (2)如果每个模块分别编译
MicroElectronics Center
HMEC
方法2:
2.1.2 package内容的引用
module ALU(input definitions::instruction_t IW, input logic clock, output logic [31:0] result); import definitions::ADD; import definitions::SUB; import definitions::MUL; import definitions::multiplier; always_ff @(posedge clock) begin case (IW.opcode) ADD: result = IW.a + IW.b; SUB: result = IW.a – IW.b; MUL: result = multiplier(IW.a, IW.b); endcase end // import definitions::opcodes_t; ? endmodule
HMEC
第1章 SystemVerilog 简介
为什么要学习SystemVerilog? SystemVerilog起源 SystemVerilog针对硬件设计关键增强
MicroElectronics Center
HMEC
1.1 为什么要学?
Verilog, VHDL, SystemC …… SystemVerilog优点 EDA公司的支持!!!
MicroElectronics Center
HMEC
1.2 SystemVerilog起源
IEEE 1364-2005 Verilog标准的扩展 整合了SUPERLOG、VERA、C、C++及 VHDL特性,同 时包括了OVA和PSL断言 SystemVerilog是设计与验证的统一的语言 SystemVerilog与Verilog向下兼容 SystemVerilog是由Accellera标准机构制定
HMEC
SYSTEM VERILOG HARDWARE DESIGN AND MODLEING
Wang Jinxiang Microelectronics Center of HIT
MicroElectronics Center
HMEC
参考书: 1. Sauart Sutherland, Simon Davidmann. SystemVerilog 硬件设计及建模. 科学出版社,2007年 2. IEEE Std 1800-2005, SystemVerilog Language Reference Manual LRM
第(2)种情况第二次编译时看不到第一次编译中的reset声明,可能编 译失败,也可能使reset成为隐式的net,如果是后一种情况,那么就有 了两个叫reset的不同信号!
MicroElectronics Center
HMEC
2.1.2 package内容的引用
四种引用方式:
1. 用范围解释操作符直接引用 2. 将package中特定子项导入到模块或接口中 3. 用通配符导入package中的子项到模块或接口中 4. 将package中子项导入到$unit中
MicroElectronics Center
MicroElectronics Center
HMEC
主要内容:
1. 简介 2. 声明的位置 3. 文本值和数据类型 4. 用户自定义和枚举数据类型 5. 数组、结构体和联合体 6. 过程块、任务和函数 7. 过程语句 8. 层次化设计 9. 接口 10. 设计实例:状态机、ATM开关 11. 行为级和交易级建模 MicroElectronics Center
HMEC
方法1:
2.1.2 package内容的引用
module ALU(input definitions::instruction_t IW, input logic clock, output logic [31:0] result); always_ff @(posedge clock) begin case (IW.opcode) definitions::ADD: result = IW.a + IW.b; definitions::SUB: result = IW.a – IW.b; definitions::MUL: result = definitions::multiplier(IW.a, IW.b); endcase end endmodule
MicroElectronics Center
HMEC
方法3:
2.1.2 package内容的引用
module ALU(input definitions::instruction_t IW, input logic clock, output logic [31:0] result); import definitions::*; always_comb begin case (IW.opcode) ADD: result = IW.a + IW.b; SUB: result = IW.a – IW.b; MUL: result = multiplier(IW.a, IW.b); endcase end endmodule
SystemVerilog借鉴了VHDL中package的概念,很好 地解决了这个问题! MicroElectronics Center
HMEC
2.1.1 package内容
package中的内容在package和endpackage之间定义, 可以包含的可综合结构有: 1. parameter和localparam常量定义 2. const变量定义 3. typedef用户自定义类型 4. 全自动task和function定义 5. import语句 6. 操作符重载定义 MicroElectronics Center
MicroElectronics Center
HMEC
1.2.1 SystemVerilog标准历程
2002年6月:SystemVerilog 3.0(综合) 2003年5月:SystemVerilog 3.1(验证) 2004 5 2004年5月:SystemVerilog 3.1a SystemVerilog 2004年6月:Accellera捐赠给IEEE 2005年11月:IEEE 1800—2005 IEEE1364—2005(Verilog)
HMEC
第2章 SystemVerilog 声明的位置
package定义及从package中导入定义 $unit编译声明空间 未命名块中的声明 增强的时间单位定义
logic、enum、typedef、struct