Verilog逻辑设计实例系列一解析
Verilog 语言教程(逻辑及语法部分)
a b #2 c d #3
a
b #2 c
#3
d
#4
e
总延迟=Max{2,3}+4=7
时钟周期必须 > 7ns
总延迟= {Max{2,3}+4+1}=8
时钟周期必须 > 4ns
总处理数据的吞吐量增加
e
#1
#4
#1
22
为什么要设计有限状态机？
如果能严格以时钟跳变沿为前提，按排好时时序， 来操作逻辑系统中每一个开关Si，则系统中数据 的流动和处理会按同一时钟节拍有序地进行，可 以控制冒险和竞争现象对逻辑运算的破坏，时延 问题就能有效地加以解决。
寄存器间数据流动的控制开关
开关S1
组合逻辑
开关S2
dddd qqqq
dddd qqqq
组合逻辑
dddd qqqq
clock
2021/7/13
寄存器1
寄存器2
寄存器3
17
开关逻辑应用举例
寄存器间数据流动的控制开关
开关S1
dq clock
寄存器A
开关S2
2021/7/13
开关S3
dq
寄存器B
开关S4
开关S5
- 时序逻辑： 由多个触发器和多个组合逻辑块组成的网
络。常用的有：计数器、复杂的数据流动控制逻辑、运算 控制逻辑、指令分析和操作控制逻辑。同步时序逻辑的设 计是设计复杂的数字逻辑系统的核心。
- 存储器和寄存器：用于暂时存储数据信息。
2021/7/13
4
组合逻辑举例之一
一个八位数据通路控制器
`define ON 1 ‘b 1 `define OFF 1 ‘b 0 wire ControlSwitch; wire [7:0] out, in; assign out = (ControlSwith== `ON) ? in : 8 ‘h00
verilog组合逻辑写法
verilog组合逻辑写法Verilog是一种硬件描述语言(HDL)，用于设计数字电路。
在Verilog 中，组合逻辑是指基于输入值瞬间计算输出的逻辑。
本文将详细介绍Verilog中常用的组合逻辑写法和技巧，帮助读者更好地理解和运用该语言。
一、Verilog中的基本逻辑门Verilog中有几种基本逻辑门，包括AND门、OR门、NOT门和XOR门。
这些门可以通过逻辑表达式来表示，例如：- AND门：使用符号“&”表示，例如A & B表示A与B的逻辑与操作。
- OR门：使用符号“|”表示，例如A | B表示A与B的逻辑或操作。
- NOT门：使用符号“~”表示，例如~A表示A的逻辑非操作。
- XOR门：使用符号“^”表示，例如A ^ B表示A与B的逻辑异或操作。
二、组合逻辑的例子下面给出一些常见的组合逻辑例子，以便读者更好地理解Verilog 中的写法。
1. 4位全加器：```verilogmodule Full_Adder(input a, input b, input carry_in,output sum, output carry_out);wire xor1, xor2, and1, and2;xor xor1_inst(.a(a), .b(b), .o(xor1));xor xor2_inst(.a(xor1), .b(carry_in), .o(sum)); and and1_inst(.a(a), .b(b), .o(and1));and and2_inst(.a(xor1), .b(carry_in), .o(and2)); or or_inst(.a(and1), .b(and2), .o(carry_out)); endmodule```2. 2:1多路选择器：```verilogmodule Mux2_1(input a, input b, input select,output out);wire not_select;not not_inst(.a(select), .o(not_select));and and1_inst(.a(a), .b(not_select), .o(out1));and and2_inst(.a(b), .b(select), .o(out2));or or_inst(.a(out1), .b(out2), .o(out));endmodule```以上示例仅为演示Verilog中的组合逻辑写法，并不包括完整的模块连接等细节。
verilog 组合逻辑例子
verilog 组合逻辑例子（原创版）目录1.引言2.Verilog 组合逻辑概述3.Verilog 组合逻辑设计方法4.补码转换和七段译码逻辑设计示例5.条件选择和多路开关逻辑设计6.寄存器和组合逻辑电路的优化7.总结正文1.引言Verilog 是一种硬件描述语言，广泛应用于数字电路和系统级设计领域。
在 Verilog 中，逻辑电路可以分为组合逻辑和时序逻辑两类。
组合逻辑电路是指在任何时刻，输出信号仅依赖于当前输入信号的电路。
本文将介绍如何使用 Verilog 描述组合逻辑电路，并通过实际例子来说明组合逻辑的设计方法。
2.Verilog 组合逻辑概述在 Verilog 中，组合逻辑电路主要使用 assign 语句进行描述。
assign 语句可以对一个或多个 net（线网）进行连续赋值，等价于门级描述。
此外，case 语句也可以用于组合逻辑电路的设计，可以实现多路选择等功能。
3.Verilog 组合逻辑设计方法在设计组合逻辑电路时，可以采用以下方法：（1）使用真值表：真值表是一种表格，用于表示输入信号和输出信号之间的对应关系。
通过真值表，可以找到组合逻辑电路的逻辑表达式。
（2）使用逻辑表达式：逻辑表达式是一种用逻辑运算符（如与、或、非等）描述电路功能的数学表达式。
通过逻辑表达式，可以进一步用Verilog 描述组合逻辑电路。
（3）使用逻辑门电路图：逻辑门电路图是一种用逻辑门（如与门、或门、非门等）表示电路功能的图形化表示方法。
通过逻辑门电路图，可以直观地描述组合逻辑电路。
4.补码转换和七段译码逻辑设计示例补码转换和七段译码器是组合逻辑电路的典型应用。
补码转换是将二进制数转换为补码表示的电路，七段译码器是将二进制数转换为七段显示器可显示的编码。
例如，对于一个 4 位二进制数，其补码表示为：ABC~D。
其中，A、B、C、D 分别表示 4 位二进制数的最高位、次高位、次次高位和最低位。
通过 Verilog 代码，可以实现补码转换和七段译码功能。
verilog 类 实例
verilog 类实例Verilog类是一种硬件描述语言，用于描述和设计数字电路。
它是一种基于事件驱动的语言，主要用于描述电子系统中的逻辑电路和时序电路。
本文将介绍Verilog类的基本概念和用法，以及如何使用Verilog类来实现数字电路设计。
我们来了解一下Verilog类的基本结构。
Verilog类由模块（module）、端口（port）、信号（signal）和过程块（always block）组成。
模块是Verilog类的最基本单位，用于封装和组织电路的功能。
端口是模块与外部环境之间的接口，用于输入和输出数据。
信号是数字电路中的数据流，用于表示电路内部的状态和数据。
过程块是Verilog类中的关键部分，用于描述电路的行为和逻辑。
在Verilog类中，我们可以使用各种语句和运算符来实现电路的功能。
例如，我们可以使用赋值语句（assign）来给信号赋值，使用条件语句（if-else）来实现逻辑判断，使用循环语句（for、while）来实现重复操作。
此外，Verilog类还支持多种逻辑运算符和算术运算符，如与（and）、或（or）、非（not）、加（add）、减（subtract）等。
Verilog类的一个重要应用是设计和实现各种数字逻辑电路，例如加法器、乘法器、寄存器、计数器等。
下面以一个简单的全加器为例来说明Verilog类的使用。
全加器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现两个二进制数的相加操作。
它由两个半加器和一个或门组成。
每个半加器用于计算两个输入位的和（Sum）和进位（Carry），而或门用于将两个半加器的进位相加得到最终的进位。
以下是一个使用Verilog类实现的全加器的代码示例：```module FullAdder(input A, input B, input Cin, output Sum, output Cout);wire S1, C1, C2;HalfAdder HA1(.A(A), .B(B), .Sum(S1), .Carry(C1));HalfAdder HA2(.A(S1), .B(Cin), .Sum(Sum), .Carry(C2));or Gate(.A(C1), .B(C2), .Y(Cout));endmodulemodule HalfAdder(input A, input B, output Sum, output Carry);assign {Carry, Sum} = A + B;endmodule```在上述代码中，FullAdder模块是一个顶层模块，它实例化了两个HalfAdder模块和一个或门。
verilog 组合逻辑例子
verilog 组合逻辑例子Verilog组合逻辑例子Verilog是一种硬件描述语言，常用于数字逻辑综合和编写硬件模块。
组合逻辑是Verilog中的一种基本类型，用于描述没有存储功能，只有输入和输出之间逻辑关系的电路。
以下是一些Verilog组合逻辑例子及其详细讲解。
1. 逻辑门AND门module and_gate(input a,input b,output y);assign y = a && b;endmodule在这个例子中，我们定义了一个AND门的模块。
它有两个输入a 和b，一个输出y。
通过assign语句，我们将输出y赋值为输入a和b 的逻辑与结果。
OR门module or_gate(input a,input b,output y);assign y = a || b;endmodule这是一个OR门的例子。
和AND门类似，我们通过assign语句将输出y赋值为输入a和b的逻辑或结果。
2. 多路选择器module mux(input a,input b,input c,input d,input [1:0] sel,output y);assign y = (sel == 2'b00) ? a :(sel == 2'b01) ? b :(sel == 2'b10) ? c :d;endmodule这个例子演示了一个4路多路选择器。
它有4个输入a、b、c和d，一个2位选择信号sel，一个输出y。
根据选择信号的不同值，输出y将根据如下规则选择不同的输入信号：00选择a，01选择b，10选择c，11选择d。
3. 比较器module comparator(input [3:0] a,input [3:0] b,output eq,output gt,output lt);assign eq = (a == b);assign gt = (a > b);assign lt = (a < b);endmodule上面的例子展示了一个比较器。
verilog hdl应用程序设计实例精讲
verilog hdl应用程序设计实例精讲网上现在有很多关于verilog hdl应用程序设计的资料，但是并没有一个很系统和全面的教程来帮助初学者快速入门。
本文就verilog hdl应用程序设计实例进行了精讲，从基本概念到应用实例一步一步地回答了初学者的问题，帮助大家理解verilog hdl的设计和应用。
一、verilog hdl的基本概念Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统，包括逻辑电路、集成电路等等。
它既可以进行仿真验证，也可以直接生成硬件电路。
简单来说，verilog hdl就是一种用来描述数字系统的语言。
1.1 模块与实例化在verilog hdl中，模块是最基本的设计单元，每个模块包含一个或多个端口和内部逻辑电路。
模块可以包含其他模块，这被称为实例化。
实例化可以理解为创建一个模块的实例，并根据实例进行连接。
1.2 端口和内部信号模块的端口是与其他模块或外部电路连接的接口，可以是输入、输出或双向。
内部信号是模块内部产生和使用的信号，只在模块内部可见。
1.3 组合逻辑与时序逻辑组合逻辑是指只有输入信号改变时才会改变输出信号的逻辑电路，而时序逻辑是指输出信号的改变还受到时钟信号的控制。
在verilog hdl中，可以使用逻辑门、逻辑运算符和条件语句来实现组合逻辑和时序逻辑。
二、verilog hdl应用程序设计实例接下来，我们通过一些实例来展示verilog hdl的应用程序设计。
2.1 4位全加器我们首先来实现一个4位全加器。
全加器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现两个输入和一个进位的相加操作，输出结果和进位。
在verilog hdl 中，可以使用逻辑运算符和条件语句来实现全加器。
2.2 4位加法器我们可以使用四个全加器来实现一个4位加法器。
加法器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现多位的相加操作，输出结果和进位。
2.3 4位计数器计数器是一种能够实现计数功能的电路，它能够根据时钟信号进行计数，并在达到一定数值时输出特定信号。
verilog 组合逻辑例子
verilog 组合逻辑例子（原创实用版）目录1.引言2.Verilog 组合逻辑简介3.Verilog 组合逻辑设计举例4.总结正文1.引言Verilog 是一种硬件描述语言，主要用于数字系统硬件的描述和仿真。
在 Verilog 中，组合逻辑电路是一种重要的逻辑电路类型，它可以根据输入信号的当前状态来产生稳定的输出信号。
本文将介绍 Verilog 组合逻辑的相关知识，并通过一些例子来说明如何使用 Verilog 描述组合逻辑电路。
2.Verilog 组合逻辑简介组合逻辑电路是一种数字逻辑电路，其输出信号仅仅取决于输入信号的当前状态，与过去的输入信号无关。
组合逻辑电路具有两个特点：（1）由逻辑门电路组成，不含有任何的记忆元件；（2）电路是单向传输的，电路中不存在任何反馈回路。
在 Verilog 中，可以使用 assign 语句来描述组合逻辑电路。
assign 语句用于对线网进行赋值，等价于门级描述，但从更高的抽象层次对电路进行描述。
3.Verilog 组合逻辑设计举例以下是一个使用 Verilog 描述的组合逻辑电路例子，用于实现一个负数的补码转换功能：```verilogmodule compconv(a, acomp);input [7:0] a;output [7:0] acomp;wire [6:0] b;wire [7:0] y;assign b = ~a[6:0]; // 计算负数的反码assign y[6:0] = b[6:0]; // 计算负数的补码assign y[7] = a[7]; // 保留最高位为 1，表示负数assign acomp = y; // 输出补码endmodule```在这个例子中，我们首先计算输入信号 a 的反码，然后计算其补码，并将结果输出。
这个过程中，我们使用了 Verilog 的 assign 语句来描述组合逻辑电路。
4.总结通过以上例子，我们可以看到如何使用 Verilog 描述组合逻辑电路。
《Verilog设计实例》PPT课件
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6
task sort2; inout [t:0] x, y; reg [t:0] tmp; if( x > y ) begin tmp = x; x = y; y = tmp; end endtask endmodule
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[例4]. 比较器的设计实例（利用赋 值语句设计组合逻辑） module compare(equal,a,b); parameter size=1; output equal; input [size-1:0] a, b; assign equal =（a==b）? 1 : 0; endmodule
assign outvec= h? 4'b0111 : g? 4'b0110 : f? 4'b0101:
e? 4'b0100 : d? 4'b0011 :c? 4'b0010 : b? 4'b0001:
a? 4'b0000 : 4'b1000; assign none_on = outvec[3];
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18
[例9]. 输出驱动器设计实例 三态输出驱动器设计方案之一: module trist1( out, in, enable); output out; input in, enable; assign out = enable? in: 'bz; endmodule
精选PPT
19
三态输出驱动器设计方案之二: module trist2( out, in, enable ); output out; input in, enable;
begin
if(clk)
q=data;
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1. 半加器的原理图及其Verilog描述
module Add_half_0_delay (sum,c_out,a,b);
input
output xor and endmodule
a,b;
c_out,sum; (sum,a,b); (c_out,a,b);
4.下图所示的二进制全加器电路。 附加了_0_delay的模块表明没有考虑传播延时。
4.1全加器门级电路原理图
4.2全加器Verilog模型
module Add_full_0_delay(sum,c_out,a,b,c_in); input a, b, c_in; output sum, c_out; wire w1,w2,w3; Add_half_0_delay M1 (w1,w2,a,b); Add_half_0_delay M2 (sum,w3,c_in,w1); or (c_out,w2,w3); endmodule
Add_rca_4_的完整描述如下所示：
module Add_rca_4 (sum, c_out, a, b, c_in);
output [3:0] output input [3:0] input wire Add_full M1 Add_full M2 Add_full M3 Add_full M4 endmodule (sum[0], (sum[1], (sum[2], (sum[3], sum; c_out; a,b; c_in ; c_in2, c_in3, c_in4; c_in2, c_in3, c_in4, c_out, a[0], a[1], a[2], a[3], b[0], b[1], b[2], b[3], c_in1); c_in2); c_in3); c_in4);
Add_full
Add_full
Add_full
Add_full
Add_half
half
norf201
invf101
xor
nand
not
xor
nand
not
模块可以嵌套在其他模块内，但不能以循环 方式嵌套。当一个模块被其他模块引用时，结构 化层次就形成了嵌套和被嵌套的设计结果，这种 层次形成了一种划分，并且表示了引用嵌套和被 嵌套之间的关系。引用模块称为父模块，被引用 的模块称为子模块，即包含子模块的模块是父模 块。 如：零延时全加器Add_full_0_delay中 的两个零延时半加器Add_half_0_delay是 Add_full_0_delay的子模块。尽管模块内可 能包含其他的模块和基本门，但基本门中不能再 嵌套其他任何东西。
例1. 一个16位行波进位（ripple-carry)加法器
可由4个4位行波进位加法器级联而成，每个单元所产生 的进位从最低位开始逐次传递至下一级的进位输入端。每 个4位加法器都可视为是全加器的级联。下图说明了一个 零延时16位行波进位加法器Add_rca_16_0_delay的 层次划分和端口信号连接关系，该理想化模型忽略了门的 传播延时。
Add_full的完整描述如下所示：
module Add_full (sum, c_out, a, b, c_in); output input wire Add_full_0_delay Add_full_0_delay or endmodule sum; a,b, c_in; w1,w2,w3; M1 (w1,w2,a,b); M2 (sum,w3,w2,c_in); M3 (c_out,w2,w3);
图 （a）顶层 原理图符号
图 （b）分解为4个4位加法器
图4.7 （c）继续分解为全加器和半加器
Add_rca_16_0_delay的完整描述如下所示：
module Add_rca_16_0_delay (sum, c_out, a, b, c_in);
output [15:0] output input [15:0] input wire Add_rca_4 M1 Add_rca_4 M2 Add_rca_4 M3 Add_rca_4 M4 endmodule sum; c_out; a,b; c_in ; c_in4, c_in8, c_in12，c_out; (sum[3:0], c_in4, a[3:0], b[3:0], c_in); (sum[7:4], c_in8, a[7:4], b[7:4], c_in4); (sum[11:8], c_in12, a[11:8], b[11:8], c_in8); (sum[15:12], c_out, a[15:12], b[15:12],c_in12);
2 三输入与非门及其Verilog原语化举例
… nand（y,a,b,c）; …
3.有5输入与非门（AOI）功能 的相互连接起来的基本门原语的声明
wire y1,y2; nor (y_out,y1,y2); and (y1,x_in1,x_in2); nand(y2,x_in3,x_in4,x_in5);
Add_half_0_delay的完整描述如下所示： module Add_half_0_delay (sum,c_out,a,b);
output input
xor and endmodule
sum, c_out; a,b;
M1 (sum,a,b); M2 (c_out,a,b);
Add_rca_16 Add_rca_4 Add_rca_4 Add_rca_4 Add_rca_4