verilog设计经验
每天多学一点：Verilog编写技巧（一）
每天多学一点：Verilog编写技巧（一）来源：网路素材好的设计者一般都要对电路要实现的功能有清晰的认识，对数据流很清楚，知道数据如何从一个点移动到另一个点，这就是所谓的“勾划”(walk-through)。
一旦设计蓝图在脑海中变得清晰，此后釆用Verilog编写数据路径和控制逻辑就会变得思路清晰。
脑海中的模拟正如大多数人玩过的象棋游戏，我们都知道提前谋划是何等重要，要在下一次移动棋子之前考虑好此后的几步棋应该怎么走，以确保不会出错，不被对手捕捉到机会。
电路设计过程与下棋非常相似。
当设计状态机、数据路径或者控制逻辑时，我们知道它们的功能。
在进行设计仿真之前，我们需要思考代码在不同输入和边界条件下如何工作。
如果用心去做好这一步工作，并且分析可能出现的问题，验证工作将会变得非常高效。
另外，这一步也给我们建立了自信，使我们确信整个设计非常扎实，可以很好地工作。
否则很可能出现的情况是在验证阶段反复发现问题并进行电路修改，不断进行补救T.作，并且最终也不能确定设计足否还隐含着没有被发现的问题。
哪种风格—数据流或算法描述组合逻辑有两种方式—使用wire(对应数据流描述方式）或者使用reg(对应算法描述方式）。
这两种方式都能实现相同的逻辑功能，综合后得到相同的门电路，具体使用哪一种方式可以根据个人喜好。
数据流—短表达式举例wire [7:0] regl0_nxt;assign regl0_nxt = wren ? data_in : regl0;算法—短表达式举例reg [7:0] regl0_nxt;always @(*) beginreglO_nxt = reglO;if (wren)regl0_nxt = data_in;end当表达式非常简单时，一般更倾向于使用数据流风格来实现，此时代码行数很少。
然而，当表达式很长并且与很多条件有关时，数据流风格阅读起来较为费力。
此时可以使用算法风格，可以采用if-else 语句进行描述，以易于阅读和减少错误发生。
Verilog的135个经典设计实例
Verilog的135个经典设计实例1、立即数放大器：立即数放大器是一种用于将输入电平放大到更高电平的电路，它可以实现任意输入到输出的映射，并且可以在Verilog中使用。
立即数放大器的Verilog实现如下：module immedamp(in, out);input in;output out;reg [3:0] immed;assign out = immed[3];begincase (in)4'b0000: immed = 4'b1000;4'b0001: immed = 4'b1001;4'b0010: immed = 4'b1010;4'b0011: immed = 4'b1011;4'b0100: immed = 4'b1100;4'b0101: immed = 4'b1101;4'b0110: immed = 4'b1110;4'b0111: immed = 4'b1111;4'b1000: immed = 4'b1000;4'b1001: immed = 4'b1001;4'b1010: immed = 4'b1010;4'b1011: immed = 4'b1011;4'b1100: immed = 4'b1100;4'b1101: immed = 4'b1101;4'b1110: immed = 4'b1110;4'b1111: immed = 4'b1111;endcaseendendmodule2、多路复用器：多路复用器是一种用于将多个输入选择转换为单个输出的电路，它可以实现由多种方式选择的输出，并可以使用Verilog实现。
Verilog设计小技巧
Verilog(FPGA/CPLD)设计小技巧（来自Xilinx）这是一个在设计中常犯的错误列表这些错误常使得你的设计不可靠或速度较慢为了提高你的设计性能和提高速度的可靠性你必须确定你的设计通过所有的这些检查可靠性**为时钟信号选用全局时钟缓冲器BUFG• 不选用全局时钟缓冲器的时钟将会引入偏差 。
**只用一个时钟沿来寄存数据• 使用时钟的两个沿是不可靠的因为时钟的某沿或者两个沿会漂移; 如果时钟有漂移而且你只使用了时钟的一个沿你就降低了时钟边沿漂移的风险。
• 这个问题可以这样来解决就是允许CLKDLL自动纠正时钟的占空比以达百分之五十的占空比否则强烈建议你只使用一个时钟沿**除了用CLKDLL或DCM产生的时钟外不要在内部产生时钟.• 这包括产生门控时钟和分频时钟• 作为替代可以建立时钟使能或使用CLKDLL或DCM来产生不同的时钟信号。
• 对于一个纯同步设计建议你在任何可能的情况下只使用一个时钟**不要在内部产生异步的控制信号 例如复位信号或者置位信号• 内部产生的异步控制信号会产生毛刺• 作为替代可以产生一个同步的复位/置位信号这个信号的译码要比需要作用的时刻提前一个时钟周期**不要使用没有相位关系的多个时钟• 你也许并不总能避免这个条件在这些情况下确定你已使用了适当的同步电路来跨越时钟域**不要使用没有相位关系的多个时钟• 再次你也许并不总能避免这个条件相反许多设计都需要这样在这 些情况下确定你已适当地约束了跨越时钟域的路径**不要使用内部锁存器• 内部锁存器会混淆时序而且常常会引入另外的时钟信号• 内部锁存器在透明门打开时可以被看成是组合逻辑但在门被锁存时 可以被看成是同步元件这将会混淆时序分析• 内部锁存器常常会引入门控时钟门控时钟会产生毛刺使得设计变得不可靠性能**逻辑级的时延不要超过时序预算的百分之五十• 每个路径逻辑级时延可以在逻辑级时序报告或布局后时序报告中找到详细分析了每个路径之后时序分析器将生成每个路径时延的统计量检查一下总共的逻辑级时延超过了你的时序预算的百分之五十吗?**IOB 寄存器• IOB寄存器提供了最快的时钟到输出和输入到时钟的时延• 首先有一些限制对于输入寄存器在从管脚到寄存器间不能有组合逻 辑存在对于输出寄存器在寄存器和管脚之间也不能有组合逻辑存在对于三态输出在IOB 中的所有的寄存器必须使用同一个时钟信号和复位信号而且IOB三态寄存器必须低电平有效才能放到IOB中三态缓冲器低电平有效所以在寄存器和三态缓冲器之间不需要一个反相器• 你必须使软件能够选用IOB寄存器你可以设置全局实现选项为输入 输出或输入输出选择IOB寄存器缺省值为关(off)。
Systemverilog的一个牛人总结
Systemverilog的一个牛人总结SystemVerilog是一种硬件描述语言，用于设计和验证硬件系统。
它是Verilog的扩展版本，提供了更丰富的特性和功能，使得硬件设计变得更加灵活和高效。
在SystemVerilog的大家庭中，有许多牛人通过深入研究和实践，掌握了该语言的精髓，并在硬件设计和验证领域取得了杰出的成绩。
下面是对SystemVerilog牛人的一些总结：1. 对SystemVerilog语言精通：牛人对SystemVerilog语言的语法和语义有着深入的理解，并能充分利用其强大的特性来设计和验证复杂的硬件系统。
他们熟悉SystemVerilog中各种数据类型、控制结构、模块化设计、接口和并发编程等方面的内容，并能灵活运用这些知识来解决实际问题。
2. 良好的编码风格和规范：牛人在编写SystemVerilog代码时，注重良好的编码风格和规范，使得代码易读、易于维护。
他们遵循一致的命名规则，使用有意义的变量名和模块名，编写清晰的注释，避免使用过于复杂的语法和结构，以及注意代码的可重用性和可扩展性。
3. 高效的调试和验证技巧：SystemVerilog牛人具备高效的调试和验证技巧，能够快速定位和解决设计和验证中的问题。
他们熟悉仿真工具的使用方法，能够利用断点、波形查看器、覆盖率分析等功能来分析和调试代码。
此外，他们还熟悉常见的验证方法和技术，如约束随机测试、功能覆盖率分析和形式化验证等，以确保设计的正确性和完整性。
4. 广泛的项目经验：SystemVerilog牛人在硬件设计和验证领域有着广泛的项目经验，涉及多个行业和应用领域。
他们参与过各种规模和复杂度的项目，从小规模的IP设计到大型的SoC设计和验证。
通过这些项目的实践，他们积累了丰富的经验和技巧，能够在不同的项目中灵活应对各种挑战。
5. 持续学习和研究的态度：SystemVerilog牛人具备持续学习和研究的态度，不断追求自我提升和突破。
一个新手的verilog学习经验分享
一个新手的verilog学习经验分享来源：网络素材我学verilog语言进行FPGA设计也就半年时间，很多的东西就是在网上学到的，现在想说说自己对使用verilog进行FPGA设计的一些体会，我水平不高，主要是为新手朋友们介绍自己的一点经验少走点弯路。
1、verilog语言学习verilog最重要的不是语法，“因为10%的语法就能完成90%的工作”，verilog语言常用语言就是always@()，if~else，case，assign这几个了，不用去专研繁杂的语法，有些问题等你碰到了查查书就好了。
这里推荐夏雨闻老师的《verilog数字系统设计教程》，一本很适合新手的好书。
2、硬件原则虽然verilog语言很象c语言，但它和c语言还是有本质的区别的，因为verilog进行的是硬件设计，你写出来的东西是实实在在电路，所以要有数字电路的知识是肯定的。
数字电路就是由时序电路(触发器)和组合逻辑电路(各种逻辑门)构成的，用verilog写的程序在FPGA实现就是触发器和逻辑门，所以最重要的就是“你对你写的语言生成的电路心中有数”，做到这一点你就不会有写出来的程序不能综合的麻烦，电路的冗余逻辑肯定也是最少的。
还要注意一点就是verilog程序是并行的，不是象c那样是顺序执行的，这是因为fpga硬件可配置，可形成不同的任务单元同时工作;而单片机这种基于通用目的，硬件结构也固定了，它处理任务只能一件一件顺序的进行。
3、同步原则在进行FPGA设计的时候，同步原则应该是最重要的原则之一了，因为异步电路的不可控性，很可能有毛刺产生，而在芯片内部的任何一点毛刺都会一级一级的传递下去，最终影响系统的稳定性。
同步原则用一句话来总结就是“不要试图产生自己的时钟”，最好一个设计或者一个模块只使用同一个时钟，这样所有的触发器都在同一个时钟沿跳变，当然最稳定了，系统也能跑到很高的速度。
一个小技巧就是多使用触发器的使能端和取沿电路。
verilog的15个经典设计实例
begin b=a; c=b; end endmodule
【例 5.11】模为 60 的 BCD 码加法计数器
module count60(qout,cout,data,load,cin,reset,clk);
【例 5.6】用 fork-join 并行块产生信号波形
`timescale 10ns/1ns module wave2; reg wave; parameter cycle=5; initial
fork wave=0;
#(cycle) wave=1; #(2*cycle) wave=0; #(3*cycle) wave=1; #(4*cycle) wave=0; #(5*cycle) wave=1; #(6*cycle) $finish; join initial $monitor($time,,,"wave=%b",wave); endmodule
else
out<=out+1;
end
endmodule
//同步复位 //计数
【例 3.3】4 位全加器的仿真程序
`timescale 1ns/1ns `include "adder4.v" module adder_tp; reg[3:0] a,b; reg cin; wire[3:0] sum; wire cout; integer i,j;
output[7:0] qout;
output cout;
input[7:0] data;
input load,cin,clk,reset;
Verilog十大基本功1（流水线设计PipelineDesign）
Verilog十大基本功1（流水线设计PipelineDesign）需求说明：Verilog设计基础内容：流水线设计来自：时间的诗流水线设计前言：本文从四部分对流水线设计进行分析，具体如下：第一部分什么是流水线第二部分什么时候用流水线设计第三部分使用流水线的优缺点第四部分流水线加法器举例第一什么是流水线流水线设计就是将组合逻辑系统地分割，并在各个部分（分级）之间插入寄存器，并暂存中间数据的方法。
目的是将一个大操作分解成若干的小操作，每一步小操作的时间较小，所以能提高频率，各小操作能并行执行，所以能提高数据吞吐率（提高处理速度）。
第二什么时候用流水线设计使用流水线一般是时序比较紧张，对电路工作频率较高的时候。
典型情况如下：1）功能模块之间的流水线，用乒乓buffer 来交互数据。
代价是增加了 memory 的数量，但是和获得的巨大性能提升相比，可以忽略不计。
2） I/O 瓶颈，比如某个运算需要输入 8 个数据，而 memroy 只能同时提供 2 个数据，如果通过适当划分运算步骤，使用流水线反而会减少面积。
3）片内 sram 的读操作，因为 sram 的读操作本身就是两极流水线，除非下一步操作依赖读结果，否则使用流水线是自然而然的事情。
4）组合逻辑太长，比如(a+b)*c，那么在加法和乘法之间插入寄存器是比较稳妥的做法。
第三使用流水线的优缺点1）优点：流水线缩短了在一个时钟周期内给的那个信号必须通过的通路长度，增加了数据吞吐量，从而可以提高时钟频率，但也导致了数据的延时。
举例如下：例如：一个 2 级组合逻辑，假定每级延迟相同为 Tpd，1.无流水线的总延迟就是2Tpd，可以在一个时钟周期完成，但是时钟周期受限制在 2Tpd；2.流水线：每一级加入寄存器（延迟为T co）后，单级的延迟为Tpd+Tco，每级消耗一个时钟周期，流水线需要 2 个时钟周期来获得第一个计算结果，称为首次延迟，它要2*（Tpd+Tco），但是执行重复操作时，只要一个时钟周期来获得最后的计算结果，称为吞吐延迟（ Tpd+Tco）。
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。
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、不使用初始化语句；
2、不使用延时语句；
3、不使用循环次数不确定的语句，如：forever，while等；
4、尽量采用同步方式设计电路；
5、尽量采用行为语句完成设计；
6、always过程块描述组合逻辑，应在敏感信号表中列出所有的输入信号；
7、所有的内部寄存器都应该可以被复位；
8、用户自定义原件（UDP元件）是不能被综合的。
一：基本
Verilog中的变量有线网类型和寄存器类型。
线网型变量综合成wire，而寄存器可能综合成WIRE，锁存器和触发器，还有可能被优化掉。
二：verilog语句结构到门级的映射
1、连续性赋值：assign
连续性赋值语句逻辑结构上就是将等式右边的驱动左边的结点。
因此连续性赋值的目标结点总是综合成由组合逻辑驱动的结点。
Assign语句中的延时综合时都将忽视。
2、过程性赋值：
过程性赋值只出现在always语句中。
阻塞赋值和非阻塞赋值就该赋值本身是没有区别的，只是对后面的语句有不同的影响。
建议设计组合逻辑电路时用阻塞赋值，设计时序电路时用非阻塞赋值。
过程性赋值的赋值对象有可能综合成wire, latch,和flip-flop，取决于具体状况。
如，时钟控制下的非阻塞赋值综合成flip-flop。
过程性赋值语句中的任何延时在综合时都将忽略。
建议同一个变量单一地使用阻塞或者非阻塞赋值。
3、逻辑操作符：
逻辑操作符对应于硬件中已有的逻辑门，一些操作符不能被综合：===、!==。
4、算术操作符：
Verilog中将reg视为无符号数，而integer视为有符号数。
因此，进行有符号操作时使用integer,使用无符号操作时使用reg。
5、进位：
通常会将进行运算操作的结果比原操作数扩展一位，用来存放进位或者借位。
如：
Wire [3:0] A,B;
Wire [4:0] C;
Assign C=A+B;
C的最高位用来存放进位。
6、关系运算符：
关系运算符：<,>,<=,>=
和算术操作符一样，可以进行有符号和无符号运算，取决于数据类型是reg，net还是integer。
7、相等运算符：==，！=
注意：===和！==是不可综合的。
可以进行有符号或无符号操作，取决于数据类型
8、移位运算符：
左移，右移，右边操作数可以是常数或者是变量，二者综合出来的结果不同。
9、部分选择：
部分选择索引必须是常量。
10、BIT选择：
BIT选择中的索引可以用变量，这样将综合成多路（复用）器。
11、敏感表：
Always过程中，所有被读取的数据，即等号右边的变量都要应放在敏感表中，不然，综合时不能正确地映射到所用的门。
12、IF：
如果变量没有在IF语句的每个分支中进行赋值，将会产生latch。
如果IF语句中产生了latch，则IF的条件中最好不要用到算术操作。
Case语句类似。
Case的条款可以是变量。
如果一个变量在同一个IF条件分支中先赎值然后读取，则不会产生latch。
如果先读取，后赎值，则会产生latch。
只有for-loop语句是可以综合的。
14、设计时序电路时，建议变量在always语句中赋值，而在该always语句外使用，使综合时能准确地匹配。
建议不要使用局部变量。
15、不能在多个always块中对同一个变量赎值
16、函数
函数代表一个组合逻辑，所有内部定义的变量都是临时的，这些变量综合后为wire。
17、任务：
任务可能是组合逻辑或者时序逻辑，取决于何种情况下调用任务。
18、Z：
Z会综合成一个三态门，必须在条件语句中赋值
19、参数化设计：
优点：参数可重载，不需要多次定义模块
四：模块优化
1、资源共享：
当进程涉及到共用ALU时，要考虑资源分配问题。
可以共享的操作符主要有：关系操作符、加减乘除操作符。
通常乘和加不共用ALU，乘除通常在其内部共用。
2、共用表达式：
如：C=A+B;
D=G+(A+B);
两者虽然有共用的Ａ＋Ｂ，但是有些综合工具不能识别．可以将第二句改为：D=G+C；这样只需两个加法器．
3、转移代码：
如循环语句中没有发生变化的语句移出循环．
4、避免latch：
两种方法：1、在每一个IF分支中对变量赋值。
2、在每一个IF语句中都对变量赋初值。
综合生成的存储器如ROM或RAM不是一种好方法，只是成堆的寄存器，很费资源。
最好用库自带的存储器模块。
五、：验证
１、敏感表：
在always语句中，如果敏感表不含时钟，最好将所有的被读取的信号都放在敏感表中。
２、异步复位：
建议不要在异步时对变量读取，即异步复位时，对信号赋以常数值。