verilogHDL培训教程华为
Verilog+HDL+入门教程华为
文档中心文档编号资源类别：HDL语言版本1.0密级内部公开共41页Verilog HDL入门教程(仅供内部使用)拟制：批准：批准：中研基础中研基础日期：日期：日期：2004.8.3yyyy/mm/dd版权所有不得复制日期2004.8.3 修订版本1.00描述初稿完成修订记录作者目录1 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 HDL设计方法学简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1 数字电路设计方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52.2 硬件描述语言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 设计方法学. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62.4 Verilog HDL简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.4.1 历史. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72.4.2 能力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 Verilog HDL 建模概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1 模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.1 简单事例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1.2 模块的结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103.1.3 模块语法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2 时延. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.3 三种建模方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3.1 结构化描述方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3.2 数据流描述方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3.3 行为描述方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153.3.4 混合设计描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164 Verilog HDL 基本语法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.1 标识符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.1.1 定义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174.1.2 关键词. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.1.3 书写规范建议. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174.2 注释. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.3 格式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.4 数字值集合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184.4.1 值集合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.4.2 常量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184.5 数据类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205.1 模块定义结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285.2 模块端口. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285.3 实例化语句. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295.4 结构化建模具体实例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316 数据流建模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.1 连续赋值语句. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.2 阻塞赋值语句. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.3 数据流建模具体实例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .347 行为建模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.1 简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .357.2 顺序语句块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .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。
2024版华为Verilog入门教程
目录•Verilog概述•Verilog基础语法•组合逻辑电路设计•时序逻辑电路设计•数字系统设计方法学•华为Verilog编程规范与技巧Verilog概述1 2 3Verilog语言诞生，最初用于模拟电子系统的行为。
1980年代初期Verilog逐渐发展成为硬件描述语言（HDL），用于描述数字电路和系统的结构和行为。
1980年代中期Verilog不断完善和发展，成为电子设计自动化（EDA）领域的重要标准之一，广泛应用于集成电路设计、FPGA开发等领域。
1990年代至今Verilog历史与发展集成电路设计Verilog可用于描述数字集成电路的逻辑功能、时序关系和电路结构，是IC设计领域的重要工具。
FPGA开发Verilog可用于FPGA的逻辑设计和编程，实现复杂的数字系统和算法。
ASIC设计Verilog可用于ASIC设计的各个阶段，包括逻辑设计、综合、布局布线等。
系统级建模与仿真Verilog可用于构建系统级模型，进行系统仿真和性能分析。
Verilog应用领域01Verilog 是一种硬件描述语言（HDL ），用于描述数字电路和系统的结构和行为。
02与其他硬件描述语言（如VHDL ）相比，Verilog具有更接近C 语言的语法风格，易于学习和使用。
Verilog 支持多种抽象层次的描述，包括行为级、寄存器传输级（RTL ）、门级和开关级，方便设计师在不同设计阶段使用。
Verilog 与硬件描述语言关系02Verilog基础语法标识符与关键字标识符用于标识变量、模块、函数等程序实体的名称，由字母、数字和下划线组成，首字符必须是字母或下划线。
关键字Verilog语言中的保留字，用于定义语言结构和控制语句，如`module`、`input`、`output`、`if`、`else`等。
数据类型与运算符数据类型包括整型（`integer`）、实型（`real`）、时间型（`time`）以及用户自定义类型等。
2024版Verilog编程规范(华为)
实现自动化测试流程，提高测试 效率和准确性。
06
代码审查与质量保证
代码审查流程介绍
提交代码
开发人员将代码提交到代码审查 系统中。
分配审查任务
系统或审查组长将审查任务分配 给审查人员。
代码审查
审查人员对代码进行逐行审查， 检查是否符合编程规范和质量要
求。
审查通过
经过多轮反馈和整改后，代码符 合要求，审查通过。
通过定期的培训、分享和宣传活动，提高开 发人员对Verilog编程规范的认识和重视程度。
引入自动化检查工具
建立持续改进机制
研究和引入自动化检查工具，对Verilog代码 进行静态分析和规范检查，进一步提高代码 质量和开发效率。
建立规范的持续改进机制，收集开发人员的 反馈和建议，及时调整和优化规范内容。
可重用性原则
模块应具有高内聚、低耦 合的特点，便于在不同项 目中重用。
可维护性原则
模块应易于理解、测试和 修改，以降低维护成本。
顶层结构设计方法
自顶向下设计
从系统整体需求出发，逐 步细化到各个模块的设计 和实现。
模块化设计
将系统划分为多个独立的 模块，每个模块承担一定 的功能，便于并行开发和 维护。
减少错误和提高代码质量
02
规范的编程习惯有助于减少编码过程中的错误，提高代码的稳
定性和可靠性。
促进知识共享和传承
03
统一的编程规范有利于知识的积累和传承，降低新人学习成本，
提高团队整体技术水平。
适用范围及对象
适用范围
本规范适用于使用Verilog语言进 行硬件描述和设计的所有场景，包 括但不限于数字电路设计、验证、 仿真等。
端口名应避免与模块内部变量名冲突。
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;
VerilogHDL-编程规范培训050719
VerilogHDL 编程规1.目的本规的目的是提高书写代码的可读性、可修改性、可重复性，优化代码综合和仿真的结果，规化公司的ASIC设计输入。
从而做到：①逻辑功能正确，②可快速仿真，③综合结果最优，④可读性较好。
2.围本规涉及VerilogHDL编码风格，编码中应注意的问题，Testbench的编码等。
本规适用于Verilog model的任何一级（RTL,behavioral，gate_level）,也适用于出于仿真、综合或二者结合的目的而设计的模块。
3.定义FSM: 有限状态机伪路径：：静态时序分析（STA）认为是时序失败，而设计者认为是正确的路径。
4.规容4.1 VerilogHDL编码风格本规适用于Verilog model的任何一级（RTL,behavioral，gate_level）,也适用于出于仿真、综合或二者结合的目的而设计的模块。
4.1.1命名的习惯命名包含信号或变量出处、有效状态等基本含义。
1.有效而有意义的名字有效的命名并不一定要求将功能描述出来。
如For (I=0;I<1024;I=I+1)指针I就没有必要用loop_index作为指针名。
2.用连贯的缩写例如： Addr address；Patr poiter；Clk clock ; Rst reset3.用最右边的字符下划线表示低电平有效，高电平有效的信号不得用下划线表示。
如：Rst_, Trdy_, Irdy, Idel4.大小写原则名字的首字符大写，其余小写（但是parameter, integer 定义的数值名要全部大写，例如 parameter CYCCLE=10.），两个词之间要用下划线。
例如：Data_in5.全局信号的名字中应包含信号来源的一些信息。
如：D_addr[7:2]中的”D”指明了地址是解码模块（Decoder module）中的地址。
6.同一信号在不同层次上应保持一致性。
7.避免使用保留字。
Verilog培训_sh
上拉、下拉电阻 pullup，pulldown
MOS开关 cmos，nmos，pmos，rcmos，rnmos，rpmos
双向开关 tran，tranif0，tranif1，rtran，rtranif0，rtranif1
门电平模型
1 多输入门 and，nand，or，nor，xor，nxor
构化方式，同时还可同时采用三种建模方式。 可以在多个层次上对设计加以描述。 …
Verilog与VHDL的比较
VHDL－VHSIC Hardware Description Language。VHDL于 1987年成为IEEE标准。
Verilog HDL简单易学，语法比较灵活。VHDL语法严谨，需 要较长的时间学会。
常量
共有三类常量：整型、实数型、字符串型。
1 整型
1.1 简单的十进制格式
有符号数，其中负数使用补码形式表示。如：
15
相当于二进制1111
-15
相当于二进制10001
常量
1.2 基数表示法
格式：[位宽] `进制 值
无符号数。
位宽是按照二进制数来计算的。 进制可以为b或B(二进制)、o 或O(八进制)、d或D(十进制)、h或H(十六进制)。值是基于进制的
例： wire tag = flag ? 1’b1 : 1’b0;
6 移位运算符
>> 右移
<< 左移
格式：a >>(<<) n 其中，a是操作数，n表示要移几位
例：Qreg = 4’b0111; Qreg >> 2 结果是4’b0001; Qreg << 2 结果是4’b1100;
华为Verilog培训教程(2024)
工具链
Verilog工具链涵盖从设计 输入、模拟验证、综合到 最终硬件实现的整个过程 。
常用工具
常见的Verilog工具有 Cadence NC-Verilog、 ModelSim、Vivado等。
7
CHAPTER 02
Verilog语法与数据结构
2024/1/29
8
标识符、关键字和注释规范
2024/1/29
16
多路选择器、分配器实现策略
2024/1/29
多路选择器实现
根据选择信号从多个输入信号中选择一个输出。实现策略包括使用基本逻辑门搭 建、查找表方式实现等，可结合实际案例进行分析。
分配器实现
将单个输入信号分配到多个输出端上。实现策略包括使用数据分配器芯片、逻辑 门搭建等，可结合实际案例介绍分配器的工作原理及应用场景。同时，还可讨论 分配器在组合逻辑电路中的重要作用及其与其他逻辑器件的配合使用。
华为Verilog培训教程
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• Verilog概述与基础 • Verilog语法与数据结构 • 组合逻辑电路设计实例分析 • 时序逻辑电路设计实例分析 • 仿真测试与验证方法论述 • 模块化编程与IP封装技术探讨
2
CHAPTER 01
Verilog概述与基础
性能指标
包括处理速度、资源消耗、功 耗等方面的评估。
可靠性
评估IP核在长时间运行和极端 条件下的稳定性和可靠性。
功能正确性
评估IP核是否按照设计要求正 确实现功能。
2024/1/29
可重用性
评估IP核在不同应用场景下的 适应性和可配置性。
易用性
VerilogHDL第一讲绪论
1. 能形式化地抽象表示电路的行为和结构 2. 支持逻辑设计中层次与范围地描述 3. 可借用高级语言地精巧结构来简化电路行 为和结构;具有电路仿真与验证机制以保证设 计的正确性 4. 支持电路描述由高层到低层的综合转换 5. 硬件描述和实现工艺无关 6. 便于文档管理 7. 易于理解和设计重用——这点很重要啊
1.2VHDL介绍 介绍
VHDL的英文全写是:VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)Hardware Descriptiong Language.翻译成中文就是 超高速集成电路硬件描述语言.因此它 的应用主要是应用在数字电路的设计中. 目前,它在中国的应用多数是用在 FPGA/CPLD/EPLD的设计中.当然在一些 实力较为雄厚的单位,它也被用来设计 ASIC.
VHDL诞生于1982年. 在1987年底,VHDL被IEEE和美国国防部确认为 标准硬件描述语言 .VHDL语言是一种用于电路 设计的高级语言.最初是由美国国防部开发出 来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周 期的一种使用范围较小的设计语言 .但是,由 于它在一定程度上满足了当时的设计需求,于 是他在1987年成为ANSI/IEEE的标准(IEEE 1987 ANSI/IEEE IEEE STD 1076-1987). 1993年更进一步修订,变得更加完备,成为 ANSI/IEEE的ANSI/IEEE STD 1076-1993标准. 目前,大多数的CAD厂商出品的EDA软件都兼容 了这种标准.
1.6用硬件描述语言设计复杂数字 用硬件描述语言设计复杂数字 电路的优点
以前的数字逻辑电路及系统的规模的比较小而且简单, 用电路原理图输入法基本足够了.但是一般工程师需 要手工布线,需要熟悉器件的内部结构和外部引线特 点,才能达到设计要求,这个工作量和设计周期都不 是我们能想象的.现在设计要求的时间和周期都很短, 用原理图这个方法显然就不符合实际了. Verilog设计法与传统的电路原理图输入法的比较:一 个是设计周期明显变短,另外硬件描述语言和工艺是 无关的,这个就大大减小了工作量.和硬件相关的一 些约束,对芯片的一些要求都可以交给EDA工具去做, 大大的加快了设计速度,减少了工程师的工作量,从 而提高了设计的××(不知道怎么描述了).
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verilogHDL培训教程华为
近年来，随着人工智能、物联网和5G等新兴技术的快速
发展，数字电路设计和FPGA开发方面的需求也越来越迫切。
而Verilog HDL已成为数字电路设计中最受欢迎和广泛使用的
硬件描述语言之一。
因此，华为公司推出了一系列的Verilog HDL培训教程，帮助从业人员快速获得这个技能。
华为Verilog HDL培训教程的特点
华为Verilog HDL培训教程主要针对初学者和中级学员，
旨在让学生掌握Verilog HDL基础和应用。
教程内容科学、系统，结合了中国实际情况，给人耳目一新的感觉。
华为Verilog HDL培训教程遵从"理论与实践相结合"的原则，保证学生能够灵活应用所学知识。
在理论教学方面，华为Verilog HDL培训教程先后介绍和讲解了Verilog HDL的基础概念、语法、数据类型、运算符、模块等。
在实践操作方面，华为Verilog HDL培训教程采用基于FPGA芯片的开发板完成实验，
让学生能够真正体验到数字电路设计的工程化过程。
此外，华为Verilog HDL培训教程融合了多元化的教学形式，通过讲解PPT、操作演示视频、实验文档等多种形式进行
教学。
教材编制过程中对各章节的课程设计进行了充分的考虑，让学生可以从基础入手，系统性、完整性地掌握Verilog HDL
语言。
总之，华为Verilog HDL培训教程尽力使学习过程严谨、声音，减少因知识不足而带来的错误和困惑。
华为Verilog HDL培训教程的课程设置
华为Verilog HDL培训教程旨在让学员了解数字电路设计中最常用的硬件描述语言-- Verilog HDL，并在FPGA开发板上完成一些典型实验。
华为Verilog HDL培训教程包含以下章节：
第一章：Verilog HDL基础概念
在本章中，学生将学习Verilog HDL的起源、产生背景、基本概念、Verilog HDL的体系结构、Verilog HDL模块体系结构等知识。
第二章：Verilog HDL语法
本章主要介绍Verilog HDL语法的基本规则、针对模块、数据流和行为三种语句类型的详细解释，以及常用的用于Verilog HDL设计的预处理指令和系统任务。
第三章：Verilog HDL数据类型
本章详细介绍了Verilog HDL系统预定义的数据类型和七种用户自定义的数据类型，例如：变量数据类型、常数数据类型、整数数据类型、实数数据类型、时间数据类型等。
第四章：运算符
本章包含了Verilog HDL中所有常用的运算符，以及它们
的优先级和相应的操作。
这些运算符包括算术运算符的加减乘除、逻辑运算符的与或非，条件运算符和复制运算符等。
第五章：Verilog HDL模块
本章主要介绍框架模块与基本模块的概念，加深学生对模块实例化、模块的层次结构、i/o 接口、模块的编写和调用等
重要概念和面向对象的编程思想。
同时，还给出了简单的一些功能模块的设计实现。
第六章：Verilog HDL项目实战
本章重点介绍Verilog HDL在数字电路设计中的应用，基
于FPGA开发板，教学经常用的模块，例如：led闪烁、VGA显像管显示、扫描式的计数器、累加器等。
华为Verilog HDL培训教程的学习流程和学习目标
华为Verilog HDL培训教程的学习流程：
首先，学员需要参加线下培训课程，全面深入学习各个章节内容，理解Verilog HDL语言的基本概念、语法和模块设计
的方法。
其次，学员需要通过独立思考，选择一些基本实验体验模式，设计和实现自己的实验，或者通过实验文档和题目，熟悉自己所需设计的内容。
最后，学员搭建FPGA开发板，完成实验并提交实验报告，和大家一起分享问题和交流技术。
华为Verilog HDL培训教程的学习目标：
通过华为Verilog HDL培训教程培训，学员应当具备以下能力：
了解Verilog HDL的基础概念、语法和模块设计的方法
熟练使用Verilog HDL语言，设计和实现数字电路
掌握FPGA开发板搭建的方法和技巧
了解数字电路的基本原理和实际应用
总结
综上所述，华为Verilog HDL培训教程是一份非常好的培训教程，为初学者和中级学员提供了一种快速掌握Verilog HDL 技能的途径。
它的课程内容科学、系统，具有很高的实用性和可靠性，对于快速了解Verilog HDL语言和数字电路设计方面的人员来说，是非常好的方法，也值得业界关注和参考。