Verilog_概述(精)
verilog的三种描述方式
Verilog的三种描述方式Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字电路和系统。
它是一种高级语言，允许工程师以更高层次的抽象来描述电路，从而简化了电路设计和验证过程。
Verilog有三种主要的描述方式，分别是结构描述、行为描述和数据流描述。
本文将详细介绍这三种描述方式，并分析它们的特点和适用场景。
1. 结构描述结构描述是Verilog的一种描述方式，它通过层次结构和模块之间的连接关系来描述电路。
在结构描述中，我们可以使用模块、端口、电路连接和实例化等概念来描述电路的组成和连接方式。
结构描述类似于画出电路图，只需要关注电路的结构和连接关系，而不需要考虑电路的具体功能。
结构描述的语法如下所示：module ModuleName (input wire A, input wire B, output wire C);// 输入端口定义// 输出端口定义// 内部信号定义// 子模块实例化// 逻辑实现endmodule结构描述的特点是清晰明了，易于理解和调试。
通过模块化的设计和层次结构，可以方便地对电路进行分析和调试。
结构描述适用于需要详细描述电路结构和连接关系的场景，比如设计一个复杂的处理器或系统。
2. 行为描述行为描述是Verilog的另一种描述方式，它通过描述电路的功能和行为来实现对电路的描述。
行为描述使用类似于编程语言的语法，可以使用条件语句、循环语句和顺序语句等来描述电路的行为。
在行为描述中，我们可以直接使用Verilog的语法来描述电路的逻辑功能，而不需要关注电路的结构和连接关系。
行为描述的语法如下所示：module ModuleName (input wire A, input wire B, output wire C);// 输入端口定义// 输出端口定义// 内部信号定义// 逻辑实现always @ (A or B) begin// 行为描述endendmodule行为描述的特点是灵活性高，可以方便地实现复杂的逻辑功能。
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概述
verilog概述Verilog是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为和结构。
它被广泛应用于数字电路设计、集成电路验证、嵌入式系统开发等领域。
本文将从Verilog的基本语法、模块化设计、时序建模以及仿真和综合等方面进行概述。
Verilog的基本语法包括模块定义、端口声明、内部信号定义、赋值语句等。
模块是Verilog设计的基本单元，每个模块包含输入端口、输出端口和内部信号。
端口声明用于指定模块的输入输出接口，内部信号定义用于存储和传递模块内部的中间结果。
赋值语句用于对信号进行赋值，可以采用阻塞和非阻塞赋值两种方式。
Verilog的模块化设计是其重要特点之一。
通过将复杂的电路和系统划分为多个模块，可以提高设计的可读性和可维护性。
模块间的连接通过端口进行，可以通过实例化、连接和层次化等方式实现。
模块化设计可以大大提高设计的复用性和灵活性。
Verilog中的时序建模是对数字电路和系统中时序行为的描述。
通过使用时钟、时钟边沿和延迟等概念，可以准确地描述电路和系统中的时序关系。
时钟信号用于同步电路的操作，时钟边沿用于触发时序逻辑的运算，延迟用于模拟电路中的传播延迟。
仿真是Verilog设计中的重要环节，用于验证设计的正确性和功能。
通过编写测试文件和仿真脚本，可以对设计进行功能验证、时序验证和性能验证等。
仿真还可以用于验证设计的可靠性和容错性，对于复杂系统的设计尤为重要。
综合是将Verilog代码转换为可实现的硬件电路的过程。
通过综合工具，可以将Verilog代码转换为逻辑门、寄存器和连线等硬件元件的组合。
综合的结果可以用于后续的布局布线和物理设计，最终生成可用于生产的芯片。
Verilog是一种用于描述数字电路和系统的硬件描述语言。
通过Verilog的基本语法、模块化设计、时序建模、仿真和综合等技术，可以实现复杂的数字电路和系统设计。
Verilog的应用领域广泛，包括数字电路设计、集成电路验证和嵌入式系统开发等。
verilog instance 语句-概述说明以及解释
verilog instance 语句-概述说明以及解释1.引言1.1 概述Verilog是一种硬件描述语言，用于设计数字电路并进行硬件仿真。
在Verilog中，Instance语句被广泛应用于电路的模块化设计和组件重用。
它提供了一种简单而有效的方法，将已设计好的模块实例化为一个更大的电路系统。
Instance语句的概念类似于面向对象编程中的对象实例化，可以理解为在设计电路中创建了一个特定的实例。
通过使用Instance语句，可以将多个独立的模块连接在一起，形成一个完整的系统。
每个实例都具有自己的输入和输出端口，可以通过连接这些端口来实现数据的传输和处理。
使用Instance语句的一个主要优势是可以提高电路设计的可复用性。
通过将已验证和经过测试的模块实例化，可以减少重新设计和验证的工作量，同时确保了系统的稳定性和可靠性。
此外，Instance语句还提供了一种结构化编程的方式，使得电路设计更加清晰和易于维护。
然而，Instance语句也存在一些局限性。
首先，实例化的过程需要消耗一定的资源，包括时间和空间。
因此，在设计复杂的电路系统时，可能需要考虑资源的分配和优化。
其次，Instance语句只能在静态的编程环境中使用，在设计时需要提前确定系统的结构和连接方式，不适用于动态变化的场景。
尽管Instance语句在当前的硬件设计中已经得到了广泛应用，但它的未来发展仍然受到一些限制。
未来的发展方向可能包括提供更好的资源管理机制，以及支持动态配置和重构的能力。
同时，随着硬件设计的不断演进，Instance语句可能会与其他编程语言或工具进行更紧密的集成，以提高设计效率和灵活性。
综上所述，Verilog Instance语句是一种用于实例化模块并连接电路的重要概念。
它可以提供电路设计的可复用性和结构化编程的优势，但也存在一些局限性。
未来，我们可以期待Instance语句在硬件设计中的进一步发展和应用。
1.2 文章结构本篇文章主要围绕Verilog Instance语句展开论述。
Verilog语言基础知识
在Verilog HDL中，用parameter来定义常量，即用parameter来定义一个标志符，代表一个常量，称为符号常量。其定义格式如下:
parameter 参数名1=表达式，参数名2=表达式，参数名3=表达式……;
例如:
parameter sel=8，code=8'ha3;
//分别定义参数sel为常数8(十进制)，参数code为常数a3(十六进制)
Verilog HDL中共有19种数据类型。数据类型是用来表示数字电路中的数据存储和传送单元的。在此介绍4个最基本的数据类型:integer型、parameter型、reg型和wire型。
Verilog HDL中也有常量和变量之分，他们分属以上这些类型。
6.2.1 常量
在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量。
assign {cout,sum}=ina+inb+cin;//全加
endmodule
【例6.2】一个8位计数器的Verilog HDL源代码
module counter8(out,cout,data,load,cin,clk);
output[7:0]out;
output cout;
input[7:0] data;
6.1.2 Verilog HDL模块的结构
Verilog HDL的基本设计单元是"模块(block)"。一个模块是由两部分组成的，一部分描述接口;另一部分描述逻辑功能，即定义输入是如何影响输出的。下面举例说明，图6.1示出了一个"与-或-非"门电路。
图6.1"与-或-非"电路
该电路表示的逻辑函数可以写为:
6.2.2 变量
verilog的三种描述方式
verilog的三种描述方式（最新版）目录1.引言2.Verilog 描述方式概述1.结构描述2.数据流描述3.行为描述4.混合描述3.结构描述1.门级结构描述2.模块级结构描述4.数据流描述1.逻辑关系2.持续赋值语句5.行为描述1.寄存器传输级描述2.状态机描述6.混合描述7.结论正文一、引言Verilog 是一种硬件描述语言，广泛应用于数字电路和模拟混合信号电路的设计验证。
在 Verilog 中，有多种描述方式可以实现逻辑功能，包括结构描述、数据流描述、行为描述和混合描述。
本文将对这些描述方式进行详细介绍。
二、Verilog 描述方式概述1.结构描述：通过调用逻辑原件，描述它们之间的连接来建立逻辑电路的 Verilog 模型。
这里的逻辑元件包括内置逻辑门、自主研发的已有模块、商业 IP 模块。
结构描述分为门级结构描述和模块级结构描述。
2.数据流描述：根据信号之间的逻辑关系，采用持续赋值语句描述逻辑电路的行为。
数据流描述关注信号的传输和处理过程，适用于组合逻辑电路的设计。
3.行为描述：通过描述电路的输入输出行为，以及电路内部状态的变化，来实现逻辑功能的描述。
行为描述主要包括寄存器传输级描述和状态机描述。
4.混合描述：结合结构描述、数据流描述和行为描述，实现对逻辑功能的全面描述。
混合描述可以充分利用 Verilog 的各种特性，提高描述的准确性和效率。
三、结构描述1.门级结构描述：通过实例化内置逻辑门或使用自定义模块，构建逻辑电路的结构。
例如，可以使用与门、或门、非门等逻辑门实现组合逻辑电路。
2.模块级结构描述：将具有一定功能的模块进行组合，形成复杂的逻辑电路。
模块可以是自主研发的已有模块，也可以是商业 IP 模块。
四、数据流描述1.逻辑关系：根据信号之间的逻辑关系，使用持续赋值语句进行描述。
例如，对于一个与非门，可以使用`assign #5 neg(a);`语句描述其输出信号与输入信号 a 的逻辑关系。
verilog语言简述
verilog语⾔简述verilog语⾔简述verilog是硬件描述语⾔，并不是单纯的“敲代码”。
C语⾔与Verilog的最⼤区别1. 互连：在硬件系统中，互连可以将实现模块间的连接，⽽C语⾔中并没有这样的变量。
Verilog的wire型变量配合⼀些驱动结构能有效地描述出⽹线地互连2. 并发：C语⾔天⽣是串⾏的，不能描述硬件之间的并发特性，C语⾔编译后，其机器指令在CPU的⾼速缓冲队列中基本是顺序执⾏的；⽽Verilog可以有效地描述并⾏地硬件系统。
3. 时间：运⾏C 程序时，没有⼀个严格的时间概念，程序运⾏时间的长短主要取决于处理器本⾝的性能;⽽Verilog 语⾔本⾝定义了绝对和相对的时间度量，在仿真时可以通过时间度量与周期关系描述信号之间的时间关系。
HDL语⾔的本质 Verilog 作为硬件描述语⾔，它的本质作⽤在于描述硬件。
Verilog 虽然采⽤了C 语⾔的形式，但是它的最终描述结果是芯⽚内部的实际电路。
所以评判⼀段HDL 代码优劣的最终标准是其描述并实现的硬件电路的性能(包括⾯积和速度两个⽅⾯ )。
使⽤HDL 语⾔可以从算法、系统级(System Level) 、功能模块级(Function Model Level) 、⾏为级(Behavior Level) 、寄存器传输级( RTL , Register Transfer Level) 、门级(Gate Level) 和开关级(Switch Level) 等不同层次描述数字电路系统，然后通过EDA ⼯具综合、仿真并实现该系统。
可以说HDL 语⾔的出现是数字系统设计⽅法的⼀个重⼤飞跃。
Verliog语⾔不能仅仅在⾏为级上实现，也就是功能实现；写verilog必须考虑到实际的实现，也就是要在寄存器传输级去思考，这⼀级是是⾏为级的更低⼀级，需要考虑时延，芯⽚⾯积，功耗等⽅⾯问题，也就是脑⼦⾥要先有电路，再有verilog。
也就是不仅仅在应⽤实现就⾏，需要更底层的思维。
Verilog语言详解
第三章 Cadence仿真器
学习内容
逻辑仿真算法 如何启动Verilog-XL和NC Verilog仿真器 如何显示波形
仿真算法
主要有三种仿真算法
基于时间的(SPICE仿真器) 基于事件的(Verilog-XL和NC Verilog仿真器) 基于周期的(cycle)
仿真算法
基于时间的算法用于处理连续的时间及变量
课程内容(三)
• 逻辑综合的介绍
– – – – – 简介 设计对象 静态时序分析 (STA) design analyzer环境 可综合的HDL编码风格
• 可综合的Verilog HDL
– Verilog HDL中的一些窍门 – Designware库 – 综合划分
•
实验 (1)
课程内容(四)
• 设计约束（ Constraint）
Verilog HDL是在1983年由GDA(GateWay Design Automation)公司的Phil Moorby所创。Phi Moorby 后来成为Verilog-XL的主要设计者和Cadence公司的第一个合伙人。
在1984~1985年间，Moorby设计出了第一个Verilog-XL的仿真器。
Verilog还有一定的晶体管级描述能力及算法级描述能力
行为级和RTL级
MUX的行为可以描述为：只要信号a或b或sel发生变化，如果sel为0则选择a输出；否则选择 b输出。
module muxtwo (out, a, b, sel); input a, b, sel; output out; reg out; always @( sel or a or b) if (! sel) out = a; else out = b; endmodule
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Verilog HDL简介
Verilog是在C语言的基础上发展起来的一 种硬件描述语言 由Gateway Automation 于1983年首创， 并于1995年成为IEEE标准，即IEEE standard 1364。
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Verilog HDL的特点
支持不同抽象层次的精确描述以及混合模拟，如 行为级、 RTL级、开关级等 设计、测试、模拟所用的语法都相同 较高层次的描述与具体工艺无关 提供了类似C语言的高级程序语句，如if-else， case，loop等 提供了算术、逻辑、位操作等运算符 包含完整的组合逻辑元件，如and、or、xor等， 无需自行定义 支持元件门级延时和元件门级驱动强度
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Verilog HDL基础知识
基本词法定义
空白符 : 空格（space bar），TAB 键，return 键。 注释 (Comment) : “//”或“/*, */”。
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/* 2-to-1 multiplexer； out = a when sel = 0；out = b when sel = 1； */ module MUX_2（out, a, b, sel）； output out； input a, b, sel； //netlist not（sel_, sel）； and（a1, a, sel_）,（b1, b, sel）； or（out, a1, a2）； endmodule
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EX2:
module \2:1MUX (out, a, b, sel)； output out； input a, b, sel； not not1 (\~sel , sel)； and and1 (a1, a \~sel ), and2 (b1, b, sel)； or or1 (out, a1, a2)； endmodule
EX： reg [8*17] stringvar； initial begin stringvar = “This is a string!”； //共17个字符 end
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Verilog HDL基础知识
取名规则
标识符必须是由a-z, A-Z, 0-9,_, $这些字符 組成，最長只能到1024个字符 开头必须由a-z, A-Z或下划线_开头 可以在标识符所取的非法名称前加上反斜杠 “\”，并在名称结尾加上空白键，这样就可 以用任何可印出的ASCII字符来当作标识符 的名称了；而反斜杠和空白键不会被视为标 识符的一部分
12
EX1： module MUX_2（out, a, b, sel）； output out； input a, b, sel； not U0（sel_, sel）； and U1（a1, a, sel_）, U2（b1, b, sel）； or U3（out, a1, a2）； endmodule
实数：
7.2 1.8e-4 9.5E6 //1.8*10-4
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Verilog HDL基础知识
字符串与字符变量
字符串为两个双引号“ ”之间的字符，不许跨行 除普通的ASCII字符外，还支持通过前导的控制键 （\, %）引入一些特殊字符：如\n（换行），\t（TAB），
\\（代表\），\”（代表”），%%（代表%）
Verilog HDL与电子设计自动化
讲课：叶以正 李晓明 哈尔滨工业大学微电子中心
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硬件描述语言
概念：为了描述硬件电路而专门设计的 一种语言。如VHDL、Verilog HDL等 抽象层次
系统级：C等高级语言描述 行为级：模块的功能描述 RTL级：寄存器与组合电路的合成 逻辑门级：基本逻辑门的组合 开关级：晶体管开关的组合
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整数:
17 //位宽, 基数符号不写会采用default值 (32bit十进制) 8’d32 //8-bit十进制值为32 8’h12 8’h1A 8’b0001_1100 /* ”_”无特別意义，只是为了方便二进制数易读*/ 8’o37 32’bx // ”x”表unknown 4’b0??? // ”?”表High impedance
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Verilog HDL基础知识
数字表示：整数，实数 整数：+/- <位宽> ‘<基数符号> <数值>
<位宽>：指定整数的大小，以bit为单位。 <基数符号>：指定整数的基数，可以是b（binary）二 进制；o（octal）八进制；d（decimal）十进制；h （hex－adecimal）十六进制。 <数值>:指定整数的值。
module module_name(Port_list) 端口声明； 数据类型声明； 电路描述； endmodule 例：上升沿D触发器 module dff_pos(data,clk,q); input data,clk; //端口声明 output q; //端口声明 reg q; //数据类型声明 always @(posedge clk) q=data;//电路描述 endmodule
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Verilog HDL基础知识
关键词keywords
是指一些Verilog语言内部已经使用的词，主要是用 来定义语言的架构，并且所有的keyword都是用小 写表示，用户应避免使用 module, endmodule input, output, inout
reg, integer, real
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Verilog HDL 概述
Verilog HDL的特点
Verilog框架结构 行为级描述和结构级描述（全加器为例） 开关级描述 测试系统组成 完整的测试文件
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Verilog框架结构
※Verilog HDL是由module模块组成，模块定义关键词 module 开始，到关键词 endmodule结束，每条Verilog语句以分号 “；”作为结束（块语句、编译向导、endmodule等除外）。
not, and, or, xor, nor begin, nd
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Verilog HDL基础知识
特殊字符： $，#，`
$：以$开头的标识符代表系统命令 $time：返回目前的仿真时间 $display：显示出信号的值 $stop：停止仿真