Verilog逻辑综合
verilog 组合逻辑 时序逻辑
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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。
verilog语言的综合与不可综合
Verilog的综合与不可综合综合说明编的代码可以对应出具体的电路，不可综合说明没有对应的电路结构。
不可综合的代码编译通过，只能看到输出，不能实现电路，就是不能用来制作具体的芯片。
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。
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。
因些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。
verilog中的可综合逻辑和不可综合逻辑
verilog中的可综合逻辑和不可综合逻辑⼀、verilog语法，可否综合总体有以下区分：（1）所有综合⼯具都⽀持的结构：always，assign，begin，end，case，wire，tri，supply0，supply1，reg，integer，default，for，function，and，nand，or，nor，xor，xnor，buf，not，bufif0，bufif1，notif0，notif1，if，inout，inpu 可综合的运算符包括：> , < , >= , <= , == , != , >>, << (位移量为变量，则会综合出通⽤位移器), &, |, ^ , +, - ,*, /(某些综合⼯具可能不⽀持){[ ],[ ]} ：部分选取和位选取操作，这个有点复杂。
部分选取仅⽀持常量部分选取。
如：1module PartSelect(2 in_a,3 in_b ,4 out_c);56input [3:0] in_a, in_b;7output [3:0] out_c;89assign out_c[2:0] = {in_a[2],in_b[3:2]};1011endmodule12// out_c[2:0] 和 in_b[3:2]即为部分选取位选取⽀持常量和⾮常量选取，⾮常量选取时会⽣成多路选择器或译码器。
如：1//常量位选取2module ConstantBitSelect(3 in_a,4 in_b,5 in_c,6 out_d7 );89input [3:0] in_a,in_b,in_c;10output [3:0] out_d;1112assign out_d[2:0] = {in_a[2],in_b[1:0]};13assign out_d[3] = in_c[2];14endmodule15//这⾥in_a[2]，out_d[3] ， in_c[2]都是位选取。
4.6 用VerilogHDL描述组合逻辑电路.ppt
//Gate-level description of a 2-
4、设计举例
to-4-line decoder
试用Verilog语言的门级
module _2to4decoder
(A1,A0,E,Y);
元件描述2线-4线译码器.
input A,B,E;
说明
output [3:0]Y;
部分
E1
& Y0
FA1 (S[1],C1,A[1],B[1],C0), FA2 (S[2],C2,A[2],B[2],C1), FA3 (S[3],C3,A[3],B[3],C2);
endmodule
4.6.2 组合逻辑电路的数据流建模
数据流建模能在较高的抽象级别描述电路的 逻辑功能。通过逻辑综合软件，能够自动地 将数据流描述转换成为门级电路。
&&
逻辑与
||
逻辑或
移位运算符 （双目运算
符）
符号
> < >= <= == !=
& ~&
| ~| ^ ^~ 或 ~^
>> <<
功能说明
大于 小于 大于或等于 小于或等于 等于 不等于
缩位与 缩位与非 缩位或 缩位或非 缩位异或 缩位同或
右移 左移
位运算符与缩位运算的比较
A：4’b1010 、 B：4’b1111，
0 1x
0 xx 0 xx
调用名
and A1（out，in1，in2，in3）；
nand真值表
z
nand
输入1
01xz
0
0 1111
x
输1 1 0 x x
verilog代码综合成电路
verilog代码综合成电路
标题: Verilog代码综合成电路
Verilog硬件描述语言(HDL)广泛应用于数字电路的设计和验证。
它采用硬件描述语言的文本形式来描述数字电路的行为和结构。
Verilog代码可以使用EDA工具(电子设计自动化工具)进行综合,最终生成门级模拟网表或实际的电路布局。
综合过程通常包括以下几个主要步骤:
1. 代码分析和解析
首先,EDA工具会读取Verilog源代码,对其进行语法和语义分析。
如果代码存在错误,工具会给出相应的错误信息和警告。
2. 优化和技术映射
在这个步骤中,工具会优化代码,并将其映射到目标技术库中的基本逻辑门、触发器等元件。
优化包括如逻辑简化、时序优化等。
3. 网表生成
优化后的逻辑门级描述被转换成硬件描述的数据结构,即网表(Netlist)。
网表包含了设计中每个逻辑元件、互连线路的详细信息。
4. 后续处理
网表可用于门级仿真、功耗估算、布局布线等后续工作。
一些EDA工具还会生成与FPGA或定制芯片相关的配置文件。
Verilog代码综合为我们提供了从高层次抽象硬件描述到实际电路实现的桥梁。
对于复杂的数字系统,HDL和EDA工具使得设计过程自动化、高效和可管理。
verilog的if else 综合后的电路
文章标题：Verilog中if else综合后的电路设计与优化分析1. 引言Verilog作为一种硬件描述语言，被广泛应用于数字电路的设计与验证中。
在Verilog中，if else语句是一种常见的条件语句，用于根据特定条件执行相应的操作。
在本文中，将深入探讨Verilog中if else语句综合后的电路设计与优化分析，通过对其原理和实现进行全面评估，以便更深入地理解其在硬件设计中的应用。
2. Verilog中if else语句的综合原理在Verilog中，if else语句用于根据条件选择执行不同的操作。
其综合后的电路设计原理主要包括条件判断、逻辑运算和选择器的构建。
具体来说，if else语句将被综合为一个条件判断模块，其中包含逻辑门和选择器，用于根据条件选择执行相应的操作。
3. if else综合后的电路设计分析在Verilog中，if else语句的综合后的电路设计通常由多个逻辑门和选择器组成，以实现条件判断和操作选择。
由于if else语句的复杂性，其综合后的电路设计往往会存在一定的延迟和面积开销。
在实际的硬件设计中，需要对if else语句进行优化，以提高电路的性能和效率。
4. 优化方法与实践针对if else语句的综合后电路设计，可以采取一些优化方法来减少延迟和面积开销，例如逻辑简化、条件合并和选择器优化等。
还可以通过改变代码结构和使用Verilog语法特性来优化if else语句的综合效果。
在实践中，对于复杂的if else语句，还可以考虑使用case语句或其他逻辑结构来替代，以提高电路设计的性能和效率。
5. 个人观点与总结总体而言，Verilog中if else语句的综合后的电路设计是一项复杂而重要的工作，对于提高硬件设计的性能和效率具有重要意义。
在实际应用中，需要深入理解其原理和实现方式，并结合优化方法进行实践操作，以取得更好的综合效果。
也需要意识到if else语句的复杂性和优化难度，不断探索更好的解决方案，为硬件设计带来更大的价值和意义。
verilog 中always 组合逻辑
verilog 中always 组合逻辑Verilog是一种硬件描述语言，其常用于数字电路设计。
在Verilog 中，always语句是一种用于定义组合逻辑的重要语句。
本文将深入探讨always语句的使用方法和注意事项。
我们需要了解always语句的基本语法。
在Verilog中，always语句的格式如下所示：always @ (敏感信号列表)begin// 组合逻辑代码end其中，敏感信号列表指定了always语句中会被监测的信号，这些信号的变化会触发always语句的执行。
组合逻辑代码则是always语句中实际执行的代码，通常包含了一系列组合逻辑门的操作。
在使用always语句时，我们需要注意以下几点：1. 敏感信号列表中的信号必须是组合逻辑的输入信号，不能是时序逻辑（如时钟信号）；2. 组合逻辑代码必须是纯粹的组合逻辑，即不能包含任何时序逻辑（如寄存器）；3. always语句中的代码必须能够在一个时钟周期内完成，否则会导致电路不可综合或运行速度变慢。
除了基本语法外，always语句还有一些高级用法，如使用always_comb语句和always_latch语句。
always_comb语句是always语句的一种简化写法，它省略了敏感信号列表，只需要在begin和end之间编写组合逻辑代码即可。
always_comb语句会自动将所有输入信号都加入敏感信号列表中，从而保证了代码的正确性。
always_latch语句则是一种特殊的always语句，用于实现锁存器逻辑。
通常情况下，我们应该尽量避免使用always_latch语句，因为它容易导致电路中出现锁存器，从而增加了设计的复杂度和出错的可能性。
我们需要了解always语句的一些常见错误。
在使用always语句时，常见的错误包括：1. 将时序逻辑放在always语句中；2. 将输出信号放在敏感信号列表中，从而导致电路出现死锁；3. 编写的组合逻辑代码不完整或不正确，导致电路无法正常工作。
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一、verilog结构类型
逻辑综合工具并不能处理随意编写的verilog结构描述：通常，周期到周期的任 何RTL verilog结构描述都能为逻辑综合工具所接受。
支持综合的Verilog结构类型
结构类型
关键字或描述
注释
端口
input, inout, output
参数
parameter
模块定义
module
计算机辅助逻辑综合工具的出现已经把高层次描述向逻辑门的转化过程自 动化了。设计者现在可以把精力集中在体系结构的方案、设计的硬件语言描 述上，由综合工具在内部进行几次反复，生成优化的门级描述。
自动化的逻辑综合已经非常有效地减少了高层次设计到门级网表的转化时 间。它使设计者可以把更多的时间用于更高层次的描述上，因为把设计转换 到门级网表所需的时间大大减少了。
s);
input d0, d1, s;
output out;
reg out;
always @( s or d0 or
d1)
if (s)
out
out = d1;
else
out = d0;
endmodule
定义了所有可能的选项的if—then嵌套语句，综合结果是受条件 控制的纯组合逻辑电路。
module compif (a, b, c, d,
z_1.SUM0_0_x2
XOR2
[1]
z_1.SUM1_0_x2
[1]
z_1.N_6_i_i.O
module increment (phy, ones,z); input phy; input [1:0] ones; output [1:0] z; reg [1:0] z; always @ (phy or ones) if (phy) z = ones +1; endmodule
数据流
assign
不考虑延迟信息
循环
for , while, forever
while和forever循环必 须
包括@(posedge clock)或(negedge clock)
注意事项：
只有周期到周期的任何RTL verilog结构描述都能为逻辑综合工具所接受。 例while和forever语句必须由＠(posedge clock)或@(negedge clock) 终止循环，使其具有强制性的周期到周期的描述。 ＃<delay>结构指定的延迟将被忽略 不支持initial语句，必须用复位机制来代替。 要明确指定信号和变量的宽度。否则，综合后的可能会产生大量的门级 网表
第八讲 verilog的可综合性
•逻辑综合 •Verilog的逻辑综合 •Verilog的可综合风格
8.1 逻辑综合
逻辑综合:在标准单元库和特定的设计约束的基础上，把设计的高层次描 述转换成优化的门级网表的过程。 标准单元库可以包含简单的单元，例如与门、或门和或非门等基本逻辑门， 也可以包含宏单元，例如加法器、多路选择器和特殊的触发器。
m1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
else if (~ a & ~b)
e = 1'b1;
endmodule
不给出所有if分支值，则综合出的结果会带有锁存器，变为时序逻辑电路。
AND2
[0] [0]
ones[1:0]
[1:0] [1] [0]
XOR2
z_ld1[0]
[1]
AND2
0
S
0 D Q [1] [1:0] z[1:0]
R
3'b000: z = d0;
3'b001: z = d1;
3'b010: z = d2;
3'b011: z = d3;
3'b100: z = d4;
3'b101: z = d5;
3'b110: z = d6;
3'b111: z = d7;
endcase
endmodule
与if语句类似，如果 没有给出所有分支的值， 则综合后会出现锁存器。
条件操作符
<< >>
> < >= <=
==
!=
&
^ ~^
|
&&
||
？:
三、部分verilog结构的综合 ①赋值语句assign
赋值语句综合为组合逻辑电路 assign out= (a & b) | c; 综合为以下门级电路
c
a
out
b
un1_out
out
assign {c_out,sum}=a + b + c_in;
casez和casex与case 类似，只是条件的判断 不同。
module increment (s, d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,z); input [2:0] s; input d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7; output z; reg z; always @ (*) case (s) 3'b000: z = d0; 3'b001: z = d1; 3'b010: z = d2; 3'b011: z = d3; 3'b100: z = d4; 3'b101: z = d5; endcase endmodule
[5]
[5]
+
[1:0]
[1]
un103_sum[1:0]
[6]
[6]
+
[1:0]
[1]
un124_sum[1:0]
[7]
[7]
+
[1:0]
[1]
un145_sum[1:0]
[0]
sum[7:0]
[0]
[0]
[0]
[0]
[0]
[0]
[0]
[1] c_out
a[7:0]
[7:0]
c_in b[7:0]
OR2
AND2
[2]
z_1_2_0_i_m2_b_0
[2]
z_1_2_0_i_m2_b.O z_1_1_0_i_m2
OR2 z_1_4_0_i_m2
OR2 z_1_2_0_i_m2
AND2
[0]
z_1_5_0_b_0
[0]
z_1_5_0_b.O
AND2
[2] [1]
un1_s_6_i_a2
OR2
z_1_5_0
d3 s[2:0]
[2:0]
[1]
AND2
z_1_3_0_i_m2_b_0
d5
d1
[1]
z_1_3_0_i_m2_b.O
d4
AND2
d2
[1]
z_1_1_0_i_m2_b_0
d0
[1]
z_1_1_0_i_m2_b.O
OR2
AND2
[2]
z_1_4_0_i_m2_b_0
[2]
z_1_4_0_i_m2_b.O z_1_3_0_i_m2
z_2_0_b.O
AND2
d4
[2]
z_1_0_b_0
d0
[2]
z_1_0_b.O
OR2 z_5_0 OR2 z_4_0
AND2
[1]
z_6_0_b_0
[1]
z_6_0_b.O
OR2 z_2_0
AND2
[1]
z_3_0_b_0
OR2
[1]
z_3_0_b.O
z_1_0
OR2 z_6_0
AND2
[0]
z_7_0_b_0
[1]
z_1_.Q
[1]
z_1_1.SUM1_0_x2
z_ld1[1]
phy
[0]
AND2
[0]
0
S
0 D Q [0]
R
[0]
[0]
z_0_.Q
z_ld0[0]
AND2
[1]
phy ones[1:0]
[1:0]
[0]
OR2
z_1.CO1_0_o2
z_ld0[1]
XOR2
[0]
[0] [1:0] z[1:0]
二、操作符
几乎所有的操作符都可以综合。 ＝＝＝和！＝＝与x和z有关的操作符不可综合 写表达式时，要用圆括号使逻辑关系明确，最好不要依赖运算的优先级
操作符类型
连接及复制操作符 一元操作符 算术操作符
符号
{ } {{}} ！~&|^ + -* %
逻辑移位操作符 关系操作符 相等操作符 按位操作符
逻辑操作符
8.2 Verilog HDL综合
寄存器传输级(RTL)层次用硬件描述语言verilog编写设计。 术语RTL用于表示HDL的一种风格，该风格的描述采用了数据 流和行为结构相结合的方式。 逻辑综合工具接受RTL级描述并把它转化为优化的门级网表。 Verilog和VHDL是两种最流行的RTL描述语言
OR2
[0]
z_7_0_b.O
z_3_0
module increment (s,
d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,z);
input [2:0] s;
input d0,d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7;
OR2
output z;
z reg z;
z_7_0
always @ (*)
case (s)
信号和变量
wire , reg , tri
允许使用向量表示
调用（实例引用） 模块调用和门级原语调用
函数和任务