个人总结FPGA设计中Verilog编程的27条经验

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FPGA实习报告

FPGA实习报告

FPGA实习报告一、实习概况本次实习我进入了一家高科技公司,参与了FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)相关的项目。

通过与团队成员合作,我了解了FPGA的基本知识和应用,并在项目中完成了一些任务。

在这次实习中,我学到了很多东西,也发现了自己的不足之处。

二、FPGA介绍FPGA是一种可编程逻辑器件,与ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)相比,FPGA具有灵活性高、开发周期短等优点。

它可以根据需要进行编程,实现各种逻辑功能。

由于其广泛应用于通信、计算机、医疗等领域,我对FPGA技术充满了兴趣。

三、项目任务在本次实习中,我主要参与了一个数字信号处理项目。

具体任务如下:1. 学习FPGA编程语言:我首先学习了FPGA的编程语言,包括VHDL (VHSIC Hardware Description Language)和Verilog HDL(Hardware Description Language)。

这两种语言可以用于描述硬件电路,并在FPGA上实现。

3.进行性能优化:为了提高数字滤波器的性能,我进行了一系列优化工作。

首先,我对代码进行了优化,减少了资源占用和功耗。

同时,我对硬件设计进行了优化,使用并行计算等技术提高了滤波器的运算速度。

四、实习心得1.学到了很多知识:通过这次实习,我学到了很多关于FPGA的知识,包括编程语言、硬件设计、性能优化等方面。

这些知识对于我今后的学习和工作都有很大的帮助。

2.提高了动手能力:在项目中,我需要从零开始设计和实现一个数字滤波器。

通过不断的尝试和实践,我提高了自己的动手能力和解决问题的能力。

3.感受到了团队合作的重要性:在项目中,我和团队成员密切合作,共同解决了很多技术难题。

这让我意识到团队合作的重要性,团队的力量会比个人更加强大。

4.发现了自己的不足之处:在实习中,我发现了自己在硬件设计和性能优化方面的不足之处。

Verilog中的一些语法和技巧

Verilog中的一些语法和技巧

Verilog中的⼀些语法和技巧1、.2、.3、Reg型的数据类型默认初始值为X。

reg型数据可以赋正值也可以赋负值,但是当⼀个reg型数据是⼀个表达式的操作数的时候,他的值被当做⽆符号数及正值。

4、在数据类型中?和Z均表⽰⾼阻态。

5、Reg型只表⽰被定义的信号将⽤在“always”模块内,并不是说reg型⼀定是寄存器或触发器的输出。

虽然reg型信号常常是寄存器或触发器的输出但是并不⼀定总是这样。

6、Verilog语⾔中没有多维数组的存在。

Memory型数据类型是通过扩展reg型数据的弟⼦和范围来⽣成的。

其格式如下reg[n-1:0]存储器名[m-1:0];7、在除法和取余的运算中结果的符号和第⼀个操作数的符号位是相同的。

8、不同长度的数据进⾏运算:两个长度不同的数据进⾏位运算时,系统会⾃动地将两者按有端对齐,位数少的操作数会在相应的⾼位⽤0填满以便连个操作数安慰进⾏操作。

9、= = =与!= = =和= =与!= =的区别:后者称为逻辑等是运算符,其结果是2个操作数的值决定的。

由于操作书中某些位可能不定值x和⾼阻态z结果可能是不定值x。

⽽ = = =和!= = =运算符对操作数的⽐较时对某些位的⾼阻态z和不定值x也进⾏⽐较,两个操作数必须完全⼀致,其结果才是1,否则是0.10、⾮阻塞和阻塞赋值⽅式:⾮阻塞赋值⽅式(如a<=b)上⾯语句所赋得变量值不能⽴即被下⾯语句所⽤,(2)快结束后才能完成这次赋值操作 3在编写克综合的时序逻辑模块时这是最常⽤的赋值⽅法。

阻塞赋值(如a=b)赋值语句执⾏完后,块才结束 2 b的值在赋值语句完成后⽴即执⾏ 3在时序逻辑使⽤中,可能产⽣意想不到的结果。

11、模块的描述⽅式:(RTL为寄存器传输级描述)“(1)数据流描述⽅式:数据流⾏描述主要⽤来描述组合功能,具体⽤“assign”连续赋值语句来实现。

分为两种a、显式连续赋值语句;连线型变量类型[连线型变量为快]连线型变量名Assign #(延时量)连线型变量名=赋值表达式;显式连续赋值语句包含了两条语句;第⼀条是对连线型变量的进⾏类型说明的说明语句;第⼆句是对这个已得到声明的连线型变量进⾏连续赋值语句。

FPGA经验之谈汇总

FPGA经验之谈汇总

FPGA经验之谈汇总FPGA设计要点之一:时钟树对于FPGA来说,要尽可能避免异步设计,尽可能采用同步设计。

同步设计的第一个关键,也是关键中的关键,就是时钟树。

一个糟糕的时钟树,对FPGA设计来说,是一场无法弥补的灾难,是一个没有打好地基的大楼,崩溃是必然的。

具体一些的设计细则:1)尽可能采用单一时钟;2)如果有多个时钟域,一定要仔细划分,千万小心;3)跨时钟域的信号一定要做同步处理。

对于控制信号,可以采用双采样;对于数据信号,可以采用异步fifo。

需要注意的是,异步fifo 不是万能的,一个异步fifo也只能解决一定范围内的频差问题。

4)尽可能将FPGA内部的PLL、DLL利用起来,这会给你的设计带来大量的好处。

5)对于特殊的IO接口,需要仔细计算Tsu、Tco、Th,并利用PLL、DLL、DDIO、管脚可设置的delay等多种工具来实现。

简单对管脚进行Tsu、Tco、Th的约束往往是不行的。

FPGA设计要点之二:FSM关于上期的时钟树,可能说的不是很确切。

这里的时钟树实际上泛指时钟方案,主要是时钟域和PLL等的规划,一般情况下不牵扯到走线时延的详细计算(一般都走全局时钟网络和局部时钟网络,时延固定),和ASIC中的时钟树不一样。

对于ASIC,就必须对时钟网络的设计、布线、时延计算进行仔细的分析计算才行。

FSM:有限状态机。

这个可以说时逻辑设计的基础。

几乎稍微大一点的逻辑设计,几乎都能看得到FSM。

FSM分为moore型和merly型,moore型的状态迁移和变量无关,merly型则有关。

实际使用中大部分都采用merly型。

FSM通常有2种写法:单进程、双进程。

初学者往往喜欢单进程写法,格式如下:always @( posedge clk or posedge rst )beginif ( rst == 1'b1 )FSM_status <= ......;elsecase ( FSM_status )......;endcaseend简单的说,单进程FSM就是把所有的同步、异步处理都放入一个always中。

FPGA学习总结

FPGA学习总结

FPGA学习总结FPGA(现场可编程门阵列)是一种数字电路开发和实现的工具,它提供了一种灵活的方式来设计和实现各种数字电路。

在我的FPGA学习过程中,我经历了以下几个方面的学习和实践:1.FPGA基础知识:在学习FPGA之前,我首先了解了FPGA的基本概念和原理。

我学习了FPGA的架构、时序和时钟设计、数字电路设计和综合等方面的知识。

这些基础知识为我深入学习和实践FPGA打下了坚实的基础。

2. FPGA开发工具的使用:我使用了常见的FPGA开发工具,如Vivado和Quartus。

这些工具提供了一种直观而强大的方式来设计和实现FPGA。

我学习了如何创建项目、添加模块、定义信号、综合和布局布线等操作。

通过不断的实践和尝试,我逐渐掌握了这些工具的使用。

3. Verilog和VHDL的学习:Verilog和VHDL是FPGA开发中常用的硬件描述语言。

通过学习这两种语言,我能够使用它们来描述和设计各种数字电路。

我掌握了如何使用这些语言来描述寄存器、组合逻辑、状态机等部件,并能够将它们综合成FPGA可实现的电路。

4.FPGA的应用实践:在学习了FPGA的基础知识和工具使用之后,我开始进行一些实际的应用实践。

我使用FPGA设计和实现了一些简单的电路,如计数器、加法器、乘法器等。

通过实践,我加深了对FPGA的理解,并增强了自己的设计和调试能力。

5.FPGA高级特性的学习:除了基础知识和工具使用外,我还学习了一些FPGA的高级特性,如时序分析、时钟域划分、并行数据传输和高速串行数据传输等。

这些特性在设计和实现一些高性能和复杂的电路时非常重要,我通过学习和实践,学会了如何正确地使用这些特性。

总结起来,FPGA学习是一个既有理论基础又注重实践和应用的过程。

通过学习FPGA,我更好地理解了数字电路的原理和设计,增强了自己的工程能力。

我学会了使用FPGA开发工具,掌握了Verilog和VHDL等硬件描述语言,实践了FPGA的设计和实现,并学习了一些高级特性。

fpga实训报告

fpga实训报告

fpga实训报告本报告旨在总结和分享我在FPGA实训课程中的学习和实践经验。

我将介绍我在实训过程中所遇到的挑战、学到的知识以及对未来发展的展望。

1. 概述FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,具有灵活性和可重构性,广泛应用于嵌入式系统、数字电路设计和计算机硬件加速等领域。

在本次实训中,我们团队学习了FPGA的基本原理和使用方法,并基于Verilog语言开发了几个具体的项目。

2. 实训内容2.1 FPGA基础知识我们首先学习了FPGA的基础知识,包括FPGA的结构和工作原理、FPGA开发流程、Verilog语言基础等。

通过理论学习和实际操作,我们对FPGA的内部结构和原理有了更深入的了解。

2.2 FPGA开发工具在实训中,我们使用了主流的FPGA开发工具。

通过熟练掌握这些工具的使用,我们能够进行FPGA的设计、仿真和下载等操作,为后续的实验项目做好准备。

2.3 FPGA实验项目在实训过程中,我们完成了多个FPGA实验项目,包括数字逻辑电路设计、时序电路设计、数码管显示、LED闪烁、有限状态机设计等。

通过这些项目,我们将理论知识应用到实际场景中,提高了自己的设计能力和实践能力。

3. 实训经验和收获3.1 团队合作在实训中,我们组成了小组合作完成各项实验项目。

通过合作,我们不仅学会了协作和沟通,还互相帮助解决问题,提高了团队凝聚力和协作能力。

3.2 动手实践FPGA实训的一个重要特点是强调实践操作。

通过大量的实验练习,我们不仅掌握了基本的FPGA开发技能,还了解了FPGA在各个领域中的广泛应用,并在实践中提高了自己的问题解决能力。

3.3 创新思维在一些项目中,我们需要设计和实现独特的功能,这要求我们发挥创新思维,灵活运用所学知识。

通过这个过程,我们培养了创新意识和解决实际问题的能力。

4. 未来展望通过FPGA实训的学习和实践,我对FPGA的应用和发展前景有了更深入的认识和理解。

verilog综合心得

verilog综合心得

综合:不可综合的运算符:= = = ,!= =,/(除法),%(取余数)。

1、不使用初始化语句。

2、不使用带有延时的描述。

3、不使用循环次数不确定的循环语句,如:forever、while等。

4、尽量采用同步方式设计电路。

5、除非是关键路径的设计,一般不调用门级元件来描述设计的方法,建议采用行为语句来完成设计。

6、用always过程块描述组合逻辑,应在信号敏感列表中列出所有的输入信号。

7、所有的内部寄存器都应该能够被复位,在使用FPGA实现设计时,应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。

8、在verilog模块中,任务(task)通常被综合成组合逻辑的形式,每个函数(function)在调用时通常也被综合为一个独立的组合电路模块。

9、用户自定义原语(UDP)是不可综合的,它只能用来建立门级元件的仿真模型。

移位运算符:Verilog HDL提供向右(>>)及向左(<<)两种运算符,运算符高位或地位一旦移出即予丢弃,其空缺的位则予以补零。

连续赋值语句(assign)、case语句、if…else语句都是可以综合的initial 语句内若包含有多个语句时,必须以begin end 作聚合;单一的初值赋值,因此并不需以begin end做聚合。

循环(Loops)并不能单独地在程序中存在,而必须在initial和always块中才能使用。

initial过程块中的语句仅执行一次,而always块中的语句是不断重复执行的。

编写顶层模块的注意事项每个端口除了要声明是输入、输出还是双向外,还要声明其数据类型,是连线型(wire)还是寄存器型(reg),如果没有声明则综合器默认为wire型。

1、输入和双向端口不能声明为寄存器型。

2、在测试模块中不需要定义端口。

编写testbentch所归纳的心得module 模块名称;将input 定义为reg;将output定义为wire;引用欲测试的module 别名initial begin设定reg 初始值endalways处理变化值endmodule在always 、initial 过程块内,被赋值的每一个信号都必须定义成寄存器型。

学习FPGA的几点心得五篇

学习FPGA的几点心得五篇

学习FPGA的几点心得五篇第一篇:学习FPGA的几点心得1、首先要明白的是软件设计和逻辑设计的不同,并理解什么是硬件意识。

软件代码的执行是一个顺序的过程,编绎以后的机器码放在存储器里,等着CPU一条一条的取指并执行;因此软件设计中经常会带有顺序处理的思维。

而逻辑设计则不同,我们设计的是数字电路,它是由很多很多的与非门及D触发器构成的,上电之后所有与非门和D触发器都同时工作,不会因为A触发器的代码描述在B触发器之前A触发器就是先工作,事实上,RTL级代码的代码先后顺序在综合成网表文件后这种顺序就消失了,取代的是基本逻辑电路之间的互联关系描述;因此逻辑设计需要的是一种并发的思维,我们也需要用并发的思维去考虑电路的设计。

当然,我们设计的电路功能一般都有先后顺序的关系,如果这种顺序不能通过代码的先后顺序来实现,那么要怎么完成这一功能呢?在逻辑设计中,我们所说的先后顺序都是基于时间轴来实现:它的承载体就是时序逻辑,也就是那些触发器。

2、其次就是要熟悉基本电路的设计。

基本的电路不是很多,也就是D触发器、计数器、移位寄存器、状态机、多路选择器、译码器等几种,所有复杂的电路都可由这些基本的电路构成。

高手水平高的体现并不是他能写出一些很奇特的电路,相反,水平高是体现在他们总能将复杂的电路用这些很朴素的基本电路去描述。

甚至,你会发现他们的代码基本上是由if...else、case这些语句构成的,朴素的让你觉得奇怪。

初学者在入门的时候,对于基本电路的设计应该固定化、标准化,每种电路该用什么样的代码描述,应该要固定、统一,尽量少一些花哨的东西。

说来这里我举个例子。

以前有几个朋友因为仿真有问题请我帮忙找问题。

他们的代码写的很乱,出现了很多种稀奇古怪的电路,一看头都大了,只好建议他们按照标准的电路重新写下代码。

结果过了半天,他们就和我说问题不见了。

所以,高手们喜欢用简单的代码是有道理的,电路的标准化和规范化可以减少许多稀奇古怪的问题,问题少了他们也就能在别人加班的时候回家多睡回觉,呵呵。

FPGA设计的重要规范和经验精华

FPGA设计的重要规范和经验精华

从大学时代第一次接触FPGA至今已有10多年的时间。

至今记得当初第一次在EDA实验平台上完成数字秒表,抢答器,密码锁等实验时,那个兴奋劲。

当时由于没有接触到HDL硬件描述语言,设计都是在MAX+plus II原理图环境下用74系列逻辑器件搭建起来的。

后来读研究生,工作陆陆续续也用过Quartus II,Foundation,ISE,Libero,并且学习了verilogHDL语言,学习的过程中也慢慢体会到verilog的妙用,原来一小段语言就能完成复杂的原理图设计,而且语言的移植性可操作性比原理图设计强很多。

工作过的朋友肯定知道,公司里是很强调规范的,特别是对于大的设计(无论软件还是硬件),不按照规范走几乎是不可实现的。

逻辑设计也是这样:如果不按规范做的话,过一个月后调试时发现有错,回头再看自己写的代码,估计很多信号功能都忘了,更不要说检错了;如果一个项目做了一半一个人走了,接班的估计得从头开始设计;如果需要在原来的版本基础上增加新功能,很可能也得从头来过,很难做到设计的可重用性。

在逻辑方面,我觉得比较重要的规范有这些:1.设计必须文档化。

要将设计思路,详细实现等写入文档,然后经过严格评审通过后才能进行下一步的工作。

这样做乍看起来很花时间,但是从整个项目过程来看,绝对要比一上来就写代码要节约时间,且这种做法可以使项目处于可控、可实现的状态。

2.代码规范。

如果在另一个设计中的时钟是40ns,复位周期不变,我们只需对CLK_PERIOD进行重新例化就行了,从而使得代码更加易于重用。

b.信号命名要规范化。

1)信号名一律小写,参数用大写。

2)对于低电平有效的信号结尾要用_n标记,如rst_n。

3)端口信号排列要统一,一个信号只占一行,最好按输入输出及从哪个模块来到哪个模块去的关系排列,这样在后期仿真验证找错时后方便很多。

4)一个模块尽量只用一个时钟,这里的一个模块是指一个module或者是一个entity。

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个人总结Verilog编程27条经验
1.强烈建议用同步设计;
2.在设计时总是记住时序问题;
3.在一个设计开始就要考虑到地电平或高电平复位、同步或异步复位、上升沿
或下降沿触发等问题,在所有模块中都要遵守它;
4.在不同的情况下用if和case,最好少用if的多层嵌套(1层或2层比较合
适,当在3层以上时,最好修改写法,因为这样不仅可以reduce area,而且可以获得好的timing);
5.在锁存一个信号或总线时要小心,对于整个design,尽量避免使用latch,
因为在DFT时很难test;
6.确信所有的信号被复位,在DFT时,所有的FlipFlop都是controllable;
7.永远不要再写入之前读取任何内部存储器(如SRAM);
8.从一个时钟到另一个不同的时钟传输数据时用数据缓冲,他工作像一个双时
钟FIFO(是异步的),可以用Async SRAM搭建Async FIFO;
9.在VHDL中二维数组可以使用,它是非常有用的。

在VERILOG中他仅仅可以使
用在测试模块中,不能被综合;
10.遵守register-in register-out规则;
11.像synopsys的DC的综合工具是非常稳定的,任何bugs都不会从综合工具中
产生
12.确保FPGA版本与ASIC的版本尽可能的相似,特别是SRAM类型,若版本一致
是最理想的,但是在工作中FPGA版本一般用FPGA自带的SRAM,ASIC版本一般用厂商提供的SRAM;
13.在嵌入式存储器中使用BIST;
14.虚单元和一些修正电路是必需的;
15.一些简单的测试电路也是需要的,经常在一个芯片中有许多测试模块;
16.除非低功耗不要用门控时钟,强烈建议不要在design中使用gate clock;
17.不要依靠脚本来保证设计。

但是在脚本中的一些好的约束能够起到更好的性
能(例如前向加法器);
18.如果时间充裕,通过时钟做一个多锁存器来取代用MUX;
19.不要用内部tri-state, ASIC需要总线保持器来处理内部tri-state,如IO
cell;
20.在top level中作pad insertion;
21.选择pad时要小心(如上拉能力,施密特触发器,5伏耐压等),选择合适的
IO cell;
22.小心由时钟偏差引起的问题;
23.不要试着产生半周期信号;
24.如果有很多函数要修正,请一个一个地作,修正一个函数检查一个函数;
25.在一个计算等式中排列每个信号的位数是一个好习惯,即使综合工具能做;
26.不要使用HDL提供的除法器;
27.削减不必要的时钟。

它会在设计和布局中引起很多麻烦,大多数FPGA有1-
4个专门的时钟通道;。

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