Verilog语言快速入门
Verilog语法入门,初学者必看
Verilog的词法约定1Verilog是大小写相关的，其中的关键字全部为小写。
2空白符由空格、制表符、和换行符组成。
3单行注释以“//”开始，verilog将忽略此处到行尾的内容。
多行注释以“/*”开始，以“*/”结束。
多行注释不允许嵌套4操作符有三种：单目操作符、双目操作符和三目操作符。
5数字声明Verilog中有两种数字生命：指明位数的数字和不指明位数的数字指明位数的数字表示形式：<size>’<base format><number>Size用来指明数字位宽度，只能用十进制整数表示Base format包括十进制(’d或’D)，二进制（’b或’B），八进制(‘o或’O)，十六进制(‘h或’H)例如4’b1111 //4位2进制数12’h3ac //12位16进制数不指明位数的数字：如果数字说明中没有指定基数，那么默认表示为十进制数。
如果没有指定位宽，则默认的位宽度与仿真器和使用的计算机有关（最小为32位）。
‘o21 //32位八进制数X值和Z值：不确定值用X表示，高阻用Z值表示。
在八进制数中代表3位，十六进制中代表4位。
12’h12X //这是一个12位16进制数，其中低四位不确定负数：在表示位宽的数字前面增加一个减号来表示它是一个负数。
-6’d3 //一个6位的用二进制补码形式存储的十进制数3，表示负数-6’sd3 //一个6位的带符号算数运算的负数下划线符号和问号：除了第一个字符，下划线“_”可以出现在数字中的任何位置，它的作用只是提高可读性，在编译阶段会被忽略掉问号“？”是z的另一种表示，使用问号的目的在于增强casex和casez语句的可读性。
在这两条语句中，“？”表示不必关心的情况。
12’B1111_0011_1110 // 增强可读性4’b10?? //相当于4’b10zz6字符串是双引号括起来的一个字符队列。
对于字符串的限制是，它必须在一行中书写完，不可书写在多行中，也不能包含回车符。
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。
VerilogHDL基础语法入门
1) $dumpfile(“file.dump”); //打开记录数据变化的数据文件
2) $dumpvars();
//选择需要记录的变量
3) $dumpflush; //把记录在数据文件中的资料转送到硬盘保存
4) $dumpoff;
//停止记录数据变化
5) $dumpon;
//重新开始记录数据变化
模块的抽象
技术指标：
用文字表示 用算法表示 用高级行为的Verilog模块表示
RTL/功能级：
用可综合的Verilog模块表示
门级/结构级：
用实例引用的Verilog模块表示
版图布局/物理级：
用几何形状来表示
行为综合 综合前仿真
逻辑综合
综合后仿真 布局布线
第三部分.简单的 Verilog HDL 模块
转换为门级电路互连的电路结构（综合）。 ▪ 需要对已经转换为门级电路结构的逻辑
进行测试（门级电路仿真）。 ▪ 需要对布局布线后的电路结构进行测试。
（布局布线后仿真）。
模块的测试
激励和控 制信号
被测模块
输出响应 和验证
模块的测试
测试模块常见的形式：
module t; reg …; //被测模块输入/输出变量类型定义 wire…; //被测模块输入/输出变量类型定义 initial begin …; …; …; end … …//产生测试信号 always #delay begin …; end … …//产生测试信号
▪ Verilog HDL的构造性语句可以精确地建立信号的 模型。这是因为在Verilog HDL中，提供了延迟和输出 强度的原语来建立精确程度很高的信号模型。信号值 可以有不同的的强度，可以通过设定宽范围的模糊值 来降低不确定条件的影响。
第4部分verilog语法入门学习课件
寄存器类型变量共有四种数据类型：
类型
功能
.
reg
无符号整数变量，可以选择不同的位宽。
integer 有符号整数变量，32位宽，算术运算可产生2的补码。
real
有符号的浮点数，双精度。
time
无符号整数变量，64位宽（Verilog-XL仿真工具用64位的
正数来记录仿真时刻）
Reg [7:0]a 8位寄存器a
file = /libs/TTL_U/udp.lib
4.3 Verilog 的数据类型和逻辑值
1、Verilog 的四种逻辑值
4buf 4buf
04 0、低、伪、逻辑低、地、VSS、负插入 14 1、高、真、逻辑高、电源、VDD、正插入
4buf
X4 X、不确定：逻辑冲突无法确定其逻辑值
4bufif
endmodule
4.1 简单的 Verilog HDL模块
module trist1(out,in,enable); output out; input in, enable; mytri tri_inst(out,in,enable) endmodule
module mytri(out,in,enable); output out; input in, enable; assign out = enable? In : "bz; endmodule
· 标识符最长可以达到1023个字符。
· 模块名、端口名和实例名都是标识符。
· Verilog语言是大小写敏感的
4、标识符
2Verilog语言快速入门专题培训课件
(3) 关系运算符
> 大于 < 小于 >= 大于等于 <= 小于等于
例： Y=(3>2) Y=(3<2); Y=(3>=2); Y=(3<=2); Y=(3<=1’bx);
结果为1 结果为0 结果为1 结果为0
结果为x
说明 关系运算的结果可能是1（逻辑真）、0（逻辑假）、x（不确定）；
2Verilog语言快速入门
Verilog模块结构
module 模块名 ([端口列表]); [端口信号声明;] [参数声明;]
内部信号声明
assign语句
底层模块或门原语 调用(包括生成块)
Initial或always 语句块
任务和函数定义 specify 块(路径延迟)
模块说明部分
说明： 浅色部分用得较少； 常用语句只有三种：
赋值目标必须是wire型的，wire表示电路间的连线。
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2. assign语句
例：assign M=B|C;
assign Y=A&M;
M
M和Y都必须是wire型的
9
2. assign语句 详见夏宇闻教材第6章，自学。
Verilog具有丰富的表达式运算功能，可用于assign语句
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(1) 算术型
参数声明要说明参数的名称和初值
6
例： module full_adder (A,B,CIN,S,COUT); input [3:0] A,B; input CIN; output reg [3:0] S; output COUT;
位宽如果不做说明的话，默认是1位； 数据类型不做说明的话，默认是wire型的。
(完整word版)Verilog-A30分钟快速入门教程
•Verilog-A 30分钟快速入门教程进入正题，学了几天的Verilog-A，平台是Agilent ADS，主要参考“Verilog-AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了，写了个简单的PLL。
总结这几天的学习，觉得效率太低，我以前有一定Verilog基础，研一时学过一点VHDL-AMS，学到现在这个状态应该半天就够了；入门的话，30分钟足矣；跟着这个教程走，你会很快了解和熟悉Verilog-A。
（前提是有一定的Verilog基础和电路基础）1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦（当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版），作为模拟电路描述语言Verilog-A，同样将基尔霍夫定律作为其基本，最重要的两个概念便是流量(Flow)和位(Potential)，在电学里是电流和电压，在力学里可以是力和距离，在热学里可以是功率和温差，等等。
在Verilog-A中，你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述，比如I(out) <+ V(out)/R，这样就产生了一个电阻，最后Verilog-A仿真器会用某种算法(迭代是最常见的)将I(out)和V(out)求解出来，然后根据这个解去算下一个时刻的I、V等，当然这仅仅是指时域仿真。
2、下面讲Verilog-A的语法：begin end //相当于C语言的一对大括号，与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross用来产生一个event，如：@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指sample的电压超过2.0时触发该事件，将会执行后面的语句，+1.0表示正向越过，-1.0则相反ddt( expr ) //求导，如：I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分，如：V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);//比例积分，式中的0表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] ) //将expr的值delay一下并指定上升下降沿时间，相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ,ρ)将expr进行拉普拉斯变换，具体表达式参看相关文献，还有laplace_zd()等数据类型：integer、real，另外就是discipline，不知道怎么翻译比较好，比如说它将电压电流这两个nature类型作为一个discipline，这些都在disciplines.vams 这个头文件里建好了，编程时要`include "disciplines.vams"。
Verilog入门
– 数据流型描述
• 通过assign连续赋值实现组合逻辑功能的描 述
第五章 Verilog 语言
Verilog HDL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）
第五章 Verilog 语言
Verilog概述
• 与C语言的联系与区别
项目 C Verilog
执行顺序
时序概念 语法限制
顺序执行
无延迟 灵活完善
并行执行
存在延迟 限制严格，需 要有数字电路 的知识
第五章 Verilog 语言
Verilog概述
• 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（and, or, nand） – 开关级：晶体管开关的组合(nmos, pmos)
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
• 基本词法定义
– 空白符 : 空格（space bar），TAB 键，return键。 – 注释 (Comment) : “//”或“/*, */”。
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
/* 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
初学者学习Verilog HDL的步骤和经验技巧
初学者学习Verilog HDL的步骤和经验技巧Verilog HDL是一种硬件描述语言（HDL:Hardware DiscripTIon Language），Verilog HDL语言是一种以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。
Verilog HDL和VHDL是目前世界上最流行的两种硬件描述语言，都是在20世纪80年代中期开发出来的。
前者由Gateway Design AutomaTIon公司（该公司于1989年被Cadence 公司收购）开发。
两种HDL均为IEEE标准Verilog HDL语言学习用途就是在最广泛的C语言的基础上发展起来的一种件描述语言，它是由GDA(Gateway Design AutomaTIon)公司的PhilMoorby在1983年末首创的，最初只设计了一个仿真与验证工具，之后又陆续开发了相关的故障模拟与时序分析工具。
1985年Moorby推出它的第三个商用仿真器Verilog-XL,获得了巨大的成功，从而使得Verilog HDL迅速得到推广应用。
1989年CADENCE公司收购了GDA公司，使得VerilogHDL成为了该公司的独家专利。
1990年CADENCE公司公开发表了Verilog HDL,并成立LVI组织以促进Verilog HDL成为IEEE标准，即IEEE Standard 1364-1995.Verilog HDL的最大特点就是易学易用，如果有C语言的编程经验，可以在一个较短的时间内很快的学习和掌握，因而可以把Verilog HDL内容安排在与ASIC设计等相关课程内部进行讲授，由于HDL语言本身是专门面向硬件与系统设计的，这样的安排可以使学习者同时获得设计实际电路的经验。
与之相比，VHDL的学习要困难一些。
但Verilog HDL较**的语法，也容易造成初学者犯一些错误，这一点要注意。
SystemVerilog 快速入门
SyestemVerilog的全面验证和设计
进行全面验证的环境 仿真 覆盖 断言 验证 形式化特性 测试平台 抓住设计意图
SystemVerilog
仿真检查 仿真检查
断言 自动测试平台
硬件辅助的验证 提高了验证的水平
硬件辅助验证 硬件辅助验证
与每个设计和 统一的断言扩展了验证方法的效率 验证工程师联 络
SystemVerilog 讲座
第一讲: SystemVerilog 基本知识
夏宇闻 神州龙芯集成电路设计公司 2008
Verilog HDL的发展历史
1984: Gateway Design Automation 推出 Verilog 初版 1989: Gateway 被Cadence Design Systems 公司收购 1990: Cadence 向业界公开 Verilog HDL 标准 1993: OVI 提升 the Verilog 标准，但没有被普遍接受 1995: IEEE 推出 Verilog HDL (IEEE 1364-1995)标准 2001: IEEE 推出 Verilog IEEE Std1364-2001 标准 2002: IEEE 推出 Verilog IEEE Std1364.1-2002 标准 2002: Accellera 对 SystemVerilog 3.0 进行标准化 – Accellera 是OVI & VHDL International (VI)合并后的 国际标准化组织 2003: Accellera 标准化后的SystemVerilog 3.1 2006: IEEE 推出带SystemVerilog 扩展的Verilog新标准
------------------------- SystemVerilog ------------------------------interfaces dynamic processes nested hierarchy 2-state modeling byte unrestricted ports packed arrays implicit port connections array assignments enhanced literals enhanced event control time values & units unique/priority case/if logic-specific processes root name space
Verilog入门教程笔记
将编码后的信号还原成原始信号，常用于数据解压缩和控制信号生成。例如， 将3个输入信号译码成8个输出信号的3-8译码器。
多路选择器设计实例
多路选择器（Multiplexer）
根据选择信号从多个输入信号中选择一个输出，常用于数据选择和路由。例如，2选1 多路选择器、4选1多路选择器等。
明确CPU需要实现哪些指令集，具备哪些功能，以及达到什么样的性 能指标。
选择合适的架构
根据需求和性能指标，选择适合的CPU架构，如RISC或CISC。
设计指令集
根据所选架构，设计相应的指令集，包括指令格式、操作码、寻址方 式等。
规划寄存器组
设计寄存器组，包括通用寄存器、特殊功能寄存器等，以满足指令执 行和数据存储的需求。
03
组合逻辑电路设计
基本门电路实现方法
01
02
03
04
05
与门（AND Gate）或门（OR Gate） 非门（NOT Gate）与非门（NAND 或非门（NOR
Ga…
Gat…
实现逻辑与操作，当所有输 入为高电平时输出高电平。
实现逻辑或操作，当任一输 入为高电平时输出高电平。
实现逻辑非操作，将输入信 号取反后输出。
实现二进制数的减法运算，可 以通过加法器和取反器来实现。
实现二进制数的乘法运算，通 常采用逐位相乘再相加的方式 实现。
实现二进制数的除法运算，通 常采用逐位相除再减去的方式 实现，也可以使用更高效的算 法如SRT除法算法等。
04
时序逻辑电路设计
触发器类型及特点介绍
RS触发器
具有置0、置1和保持功能，是基 本存储单元。
数字电路的设计。
发展历程