Verilog比较好的一篇教程
中文版VerilogHDL简明教程
Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。
被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。
数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。
Verilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。
所有这些都使用同一种建模语言。
此外，Verilog HDL 语言提供了编程语言接口，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。
Verilog HDL语言不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。
因此，用这种语言编写的模型能够使用Verilog仿真器进行验证。
语言从C编程语言中继承了多种操作符和结构。
Verilog HDL提供了扩展的建模能力，其中许多扩展最初很难理解。
但是，Verilog HDL语言的核心子集非常易于学习和使用，这对大多数建模应用来说已经足够。
当然,完整的硬件描述语言足以对从最复杂的芯片到完整的电子系统进行描述。
历史Verilog HDL语言最初是于1983年由Gateway Design Automation公司为其模拟器产品开发的硬件建模语言。
那时它只是一种专用语言。
由于他们的模拟、仿真器产品的广泛使用，Verilog HDL 作为一种便于使用且实用的语言逐渐为众多设计者所接受。
在一次努力增加语言普及性的活动中，Verilog HDL语言于1990年被推向公众领域。
Open Verilog International （OVI）是促进Verilog发展的国际性组织。
1992年，OVI决定致力于推广Verilog OVI标准成为IEEE标准。
这一努力最后获得成功，Verilog 语言于1995年成为IEEE标准，称为IEEE Std 1364－1995。
verilog教程
verilog教程Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字系统的行为和结构。
它是一种流行的HDL，广泛用于硬件设计和验证领域。
本教程将介绍Verilog的基本概念和语法，以帮助初学者入门。
一、Verilog的基本概念1.1 什么是VerilogVerilog是一种描述数字系统的语言，它可以用来描述硬件电路、验证设计的正确性以及进行电路仿真。
1.2 Verilog的应用领域Verilog广泛应用于硬件设计和验证领域，包括用于开发ASIC（应用特定集成电路）、FPGA（现场可编程门阵列）以及其他数字系统的设计。
1.3 Verilog的版本Verilog有多个版本，包括Verilog-1995、Verilog-2001以及最新的Verilog-2005、这些版本之间有一些语法和功能上的差异。
二、Verilog的语法结构2.1模块和端口在Verilog中，所有的电路描述都是由模块（module）组成的。
模块是电路的基本组成单元，可以看作是一个黑盒子，它接受一些输入，产生一些输出。
2.2信号声明在Verilog中，我们需要声明所有的输入和输出信号。
可以使用`input`和`output`关键字来声明这些信号。
2.3电路实现Verilog允许使用多种语句和结构来描述电路的行为和结构。
这些语句包括顺序语句、条件语句、循环语句以及层次结构。
2.4实例化模块在一个模块中，我们可以实例化其他的模块。
这样可以将一个大的电路拆分成多个小的模块，方便编写和测试。
三、Verilog的仿真和验证3.1静态验证Verilog语言本身提供了很多语法和语义层面的验证功能，对于语法和类型错误会有相应的提示。
3.2激励设计在进行电路验证时，我们需要为输入信号提供激励。
Verilog提供了一种称为`testbench`的特殊模块，用于生成输入信号并将其应用到待验证的电路中。
3.3波形仿真在Verilog中，我们可以使用仿真器来模拟电路的行为，并生成波形图来验证电路是否按预期工作。
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
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。
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 HDL数字设计教程(贺敬凯)第1章
路网表。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
波形图输入方法则是将待设计的电路看成是一个黑盒子，
只需告诉EDA工具该黑盒子电路的输入和输出时序波形图，
EDA工具就可以完成黑盒子电路的设计。 原理图输入方法是一种类似于传统电子设计方法的原理 图编辑输入方式，即在EDA软件的图形编辑界面上绘制能完 成特定功能的电路原理图。原理图由逻辑器件(符号)和连接
理图和信号的连接表，如果是一个大的系统，将是一大摞图
纸，以后系统若出现问题，查找、修改起来都很麻烦。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
上述过程是从底层开始，或在已有的功能模块的基础上 来搭建高层次的模块直至整个系统的。因此这种传统的电子 系统的设计过程是一种自底向上(Bottom-Up)的设计，设计 过程必须从存在的基本单元模块出发，基本单元模块必须是 已经设计成熟的标准单元模块或其他项目已开发好的单元模 块。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
本书所有设计最终的实现目标主要定位于FPGA，因此下
面重点介绍FPGA的开发流程。FPGA的EDA开发流程如图1-3
所示。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
图1-3 FPGA的EDA开发流程
第1章 Verilog HDL数字设计综述
从图1-3可以看出，FPGA的开发流程与图1-2所示的用 EDA工具设计数字系统的流程基本相同，都需要设计输入、 功能仿真、逻辑综合、布局布线(适配)、时序仿真、物理实 现等几个步骤。下面将分别介绍主要设计模块的功能特点。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
1. 设计输入 在EDA软件平台上开发FPGA/CPLD时，首先要将电路系 统以一定的表达方式输入计算机。通常，EDA工具的设计输 入可分为以下两种类型：
Verilog教程-夏宇闻(共178张)
第13页，共178页。
3.2 Verilog HDL基本(jīběn)结构
二、Verilog HDL模块的结构
▪ Verilog的基本设计单元是“模块 (block) ” 。 ▪ Verilog 模块的结构由在module和endmodule关键词
之间的4个主要部分组成：
1 端口定义 2 I/O说明
（3）用 “always” 块语句 结构说明语句
always @(posedge clk) // 每当时钟上升沿到来时执行一遍块内语句
begin
if(load)
out = data; // 同步预置数据 else
out = data + 1 + cin; // 加1计数
end
❖注1：“always” 块语句常用于描述时序逻辑，也可 描述组合逻辑。
3.12 不同抽象级别的Verilog HDL模型
1
3.13 设计技巧
第1页，共178页。
引言 3.1
(yǐnyán)
内容概要
一、什么是Verilog HDL 二、Verilog HDL的发展历史 三、不同层次的Verilog HDL抽象
四、Verilog HDL的特点
2
第2页，共178页。
3.1 引言(yǐnyán)
❖ Verilog HDL模块的模板（仅考虑用于逻辑综合的部分）
module <顶层模块名> (< 输入输出端口列表>) ；
output 输出端口列表；
input 输入端口列表；
//（1）使用assign语句定义逻辑功能
wire 结果信号名；
assign <结果信号名> = 表达式 ；
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。
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Matt Tsai
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Inside code Command line
8-16 specify block
Selecting simulation delay mode
• Command line
• `include global.v
• verilog mux.v global.v
• timescale 1ns/100 ps
• Lumped delay 8-3
– nor n1(net1,a,b); – or #3 o1(out,c,net1);
• Distributed delay
– nor #2 n1(net1,a,b); – or #1 o1(out,c,net1);
wire out•; Initial //Instantiat•e maolwdualeyss MUX2_1 mux(out,a,b,sel);
Template module testbench
//Data type declaration
//Instantiate modules
//Apply stimulus
• Behavioral 和 RTL的區分要靠經驗
{Behavioral} for( ; ; )
for( ; ; ) ...
{RTL} always @(sl or a or b)
if(!sl) out=a;
else out=b;
• Compilation(1) Initialization(2) Simulation(3) 3-9
• IEEE 1364-1995, IEEE 1364-2001 • Behavioral: 無法看出電路特性 • RTL:可以看出電路特性 (logic synthesis) • Structural: bulit-in primitives,UDPs
– RTL and structural 可混合描述
endmodule
Waveform database(SHM and VCD)
$shm_open(“lab.shm”); $shm_probe(); $shm_close; $shm_save;
$dumpfile(‘lab.dump”); $dumpvars(); $dumpflush; $dumpoff; $dumppon; $dumplinit(<file size>); $dumpall;
initial begin $shm_open(“lab.shm”); $shm_probe(“AS”);
initial begin $dumpfile(“lab.dump”); $dumpvars();
end
end
mo•dulTe etessttbbeennchch----behavioral //Data type declaration r•egPa,rbo,scele;dural block
initial begin
//Apply stimulus
a=0;b=0;sel=0; #5 b=0; #5 b=1;sel=1;
//Display results endmodule
#5a=1;
4-15
$finish;
end
//Display results
initial
$monitor($time,,”out=%b a=%b sel=%b”,out,a,b,sel);
• Module path delay
– Specify
– (A=>O)=2;
– (A=>O)=3;
– (A=>O)=1;
– //state dependent path delay
– if(a)
–
Hale Waihona Puke (b=>x)=(5:6:7);
– //state dependent delay 無else的語法
– Endspecify
• Verilog-XL simulator:Interpretive
– 不會有暫存檔(1)(2)(3)一次完成
• NC Verilog simulator:compiled simulation
– ncviog(1) ncelab(2) ncsim(3) – 當project很大時,只針對要修改部分重新
compile即可 – VHDL and Verilog可以作整合
• Simulation algorithms 3-3
– Time-based(SPICE) – Event-based(Verilog-XL and NC Verilog) – Cycle-based(依照clock,更大的time-based)
• verilog mux.v testbench.v • verilog –f run.f 3-17
run.f mux.v testbench.v
• The waveform display tool---signalscan
– Read data from database
3-27 • SHM database(非IEEE standard,only Cadence) 4-26 • VCD(Value Change Dump) database(IEEE standard)