第三章行为级建模-语句篇
组合逻辑电路的行为级建模
3、for循环语句
一般形式如下 for (initial_assignment; condition; step_assignment) statement；
initial_assignment为循环变量的初始值。 Condition为循环的条件，若为真，执行过程赋值语句statement， 若不成立，循环结束，执行for后面的语句。 step_assignment为循环变量的步长，每次迭代后，循环变量将增加 或减少一个步长。
E
Y0
例：用数据流建模方法对2
线-4线译码器的行为进行
Y1
描述。
A0 Y2
A1 Y3
module decoder_df (A1,A0,E,Y); input A1,A0,E; output [3:0] Y; assign Y[0] = ~(~A1 & ~A0 & ~E); assign Y[1] = ~(~A1 & A0 & ~E); assign Y[2] = ~(A1 & ~A0 & ~E); assign Y[3] = ~(A1 & A0 & ~E);
module mux4to1_bh (D, S, Y);
input [3:0] D，[1:0] S；
output reg Y；
always @(D, S, En) //2001, 2005 syntax
begin
if (En==1) Y = 0; //En=1时，输出为0
else
//En=0时，选择器工作
D0
0
Y0
D1
1
0
Y
input [1:0] S; //输入端口 output reg Y; //输出端口及变量数据类型 always @(D, S) //电路功能描述
系统工程第三章系统建模方法
聚集性
节点倾向于形成紧密的集群或 社区。
鲁棒性与脆弱性
网络对随机攻击具有鲁棒性， 但对针对性攻击表现出脆弱性。
复杂网络的建模过程
确定网络节点与边 构建网络拓扑结构
分析网络特性 建立网络动态模型
识别系统中的实体作为节点，确定实体间的相互作用或关系作 为边。
根据节点和边的定义，构建网络的拓扑结构，包括节点的连接 关系和边的权重等。
目的
系统建模的主要目的是为了更好地理 解和分析系统的结构和行为，预测系 统的性能，以及为系统的优化设计和 控制提供决策支持。
系统建模的基本原则
准确性原则
模型应能准确地反映实际系统的本质特征和 主要行为。
可操作性原则
模型应具有可操作性和可计算性，以便进行 数值仿真和实验验证。
简明性原则
模型应尽可能地简单明了，避免不必要的复 杂性和冗余信息。
数据流图
使用数据流图描述系统中数据的流动和处理过程， 清晰地表达系统功能和数据之间的关系。
3
数据字典
对数据流图中的每个元素进行详细定义和描述， 形成数据字典，为系统分析和设计提供准确的数 据基础。
结构化设计方法
模块化设计
01
将系统划分为若干个功能模块，每个模块完成特定的功能，模
块之间通过接口进行通信。
多态是指允许使用父类类 型的指针或引用来引用子 类的对象，并可以在运行 时确定实际调用的子类对 象的方法。
面向对象的建模过程
识别对象
从问题领域中识别出实体和概念，将它们抽 象为对象。
定义类
根据对象的共同特征定义类，包括类的属性 和方法。
建立类之间的关系
通过继承、关联、聚合等方式建立类之间的 关系，形成类的层次结构。
Verilog HDL 3
图3-2 值变化快于时延间隔
上面例子中的时延值只出现了一个，事实上这只 是一个“上升时延”，连续赋值语句中的时延可 以指定3类时延值：上升时延、下降时延和关闭时 延（值变为x的时延）。这是一种更加精细的时延 定义方式，其语法形式如下： assign # (rise, fall, turn-off ) LHS_target=RHS_expression; 其中rise是上升时延，fall是下降时延，turn-off是关 闭时延。
其具体含义可以根据下面的例子看出来： assign Bus = MemAddr [7:4]; // 没有定义时延， 则所有时延都是0 assign #4 Ask = Quiet || Late; // 只有1个时延 值，表示上升时延、下降时延和关闭时延都是4 assign # (4,8) Ask = Quick ; /* 有2个时延值， 表示上升时延是4，下降时延是8，关闭时延是 4和8之中的较小值，即4 */ assign # (4,8,6) Arb = & DataBus; // 有3个时延值， 表示上升时延是4，下降时延是8，关闭时延是6
3.2 顺序行为建模
顺序行为建模是Verilog HDL行为建模的主 要方法，也是Verilog HDL最能体现其高级 编程语言之处，如果学过其他高级变成语 言（如C语言），就会对本节介绍的诸如ifelse、for循环之类的语法结构非常熟悉。
此外，本节还将介绍过程赋值的特点和用 法。就像连续赋值用于数据流行为建模一 样，过程赋值用于顺序行为建模。
如下例： assign Mux = (S = = 0)? A : 'bz; assign Mux = (S = = 1)? B : 'bz; assign Mux = (S = = 2)? C : 'bz; assign Mux = (S = = 3)? D : 'bz;
连载《fpga线下培训-第6天》【FPGA数据流建模、行为级建模、结构化建模区别】及【Ve。。。
连载《fpga线下培训-第6天》【FPGA数据流建模、⾏为级建模、结构化建模区别】及【Ve。
这篇⽂件记录，FPGA的3种建模⽅式及基本的Verilog HDL语法，内容会根据学习进度，不断更新⼀、FPGA的3种建模⽅式 A、数据流建模（assign）在数字电路中，信号经过组合逻辑时会类似于数据流动，即信号从输⼊流向输出， 并不会在其中存储。
当输⼊变化时，总会在⼀定时间以后体现在输出端 同样，我们可以模拟数字电路的这⼀特性，对其进⾏建模，这种建模⽅式通常被称为数据流建模 1.1、是使⽤连续赋值语句(assign)对电路的逻辑功能进⾏描述，该⽅式特别便于对组合逻辑电路建模 1.2、连续驱动，连续赋值语句是连续驱动的，也就是说只要输⼊发⽣变化，都会导致该语句的重新计算。
1.3、只有线⽹型的变量才能在assign语句中被赋值 1.4、因为assign语句中被赋值的变量，在仿真器中不会存储其值，所以该变量必须是线⽹（Nets）类型，不能是寄存器（reg）类型 1.5、线⽹类型的变量，可以被多重驱动，也就是说可以在多个assign语句中驱动同⼀个net 1.6、reg型变量，不能被不同的⾏为进程（eg：always块）驱动 1.7、建议使⽤assign对组合逻辑建模，这是因为assign语句的连续驱动特点与组合逻辑的⾏为⾮常相似， ⽽且在assign语句中加延时可以⾮常精确地模拟组合逻辑的惯性延时。
1.8、assign语句与⾏为语句块（always和initial）、其它连续赋值语句、门级模型之间是并⾏的。
⼀个连续赋值语句是⼀个独⽴的进程，进程之间是并发的，同时也是交织的 B、⾏为级建模（initial、always） ⾏为⽅式的建模是指采⽤对信号⾏为级的描述（不是结构级的描述）的⽅法来建模。
在表⽰⽅⾯，类似数据流的建模⽅式，但⼀般是把⽤initial 块语句或always 块语句描述的归为⾏为建模⽅式。
第3讲Verilog行为描述
reg_a=reg_b; reg_c=reg_a;
//不改变结果，但不利仿真过程顺序执行过程
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仿真与综合
用带延时的行为描述进行功能仿真
综合后用工艺库的逻辑块延时参数和线负
载模型延时参数替代了描述中的延时信息
综合后产生的电路连接网表（Netlist）中
块语句结束标识符
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过程块
过程语句：initial和always 事件控制敏感表只在语句后出现，以激活过程语
句的执行,只有always有敏感表
块语句标识符：
串行块标识符：begin-end 并行块标识符：fork-join
过程块在块名、局部变量缺省，且只有 一条过程描述语句时，块语句标识符也可缺省
信号名有下降沿就触发事件 例：@（ negedge clock） 敏感事件之一触发事件 a=b;
@（敏感事件1 or 敏感事件2 or „）
没有其他组合触发
信号名可以是任何数据类型的标量或矢量
例:@(posedge reset or posedge clear) reg_out=0;
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3.有名块
格式： begin:快名 „ end 或
fork:块名
„ join
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有名块的块名作用
便于实现对块语句的有效控制 用disable语句终止或提前结束有名块的执行过
程
允许在块内引入局部变量
可定义只在块内起作用的变量
变量名可以和块外的其他变量名相同
input output a,clk; b,c;
行为级建模和结构化建模
行为级建模和结构化建模解读一、行为级建模行为级建模是一种系统建模方法，它主要关注系统的动态行为和交互。
这种建模方法特别适合于模拟和分析实时、嵌入式系统。
行为级建模具有以下几个主要特点：1. **重点在动态行为**：行为级模型的主要目标是捕获系统的动态行为，例如系统的响应时间和性能等。
这使得它成为对实时和嵌入式系统进行模拟和性能分析的理想选择。
2. **关注交互**：行为级建模强调系统各部分之间的交互，以及这些交互如何影响系统的整体行为。
这种交互可以包括硬件与硬件、硬件与软件、软件与软件之间的交互。
3. **抽象层次高**：虽然行为级模型详细描述了系统的动态行为，但它通常在一个相对高的抽象层次上工作，以便更有效地理解和分析系统。
这意味着模型可能会忽略一些细节，以简化模型并突出主要的行为特性。
4. **支持多种分析**：由于行为级模型关注动态行为，它可以支持多种分析，如性能分析、可靠性分析、控制系统分析和能源消耗分析等。
二、结构化建模结构化建模是一种更传统的系统建模方法，其重点是系统结构和组成部分之间的关系。
结构化建模主要基于自上而下的设计原则，将系统分解为更小的、更易于管理的部分。
以下是结构化建模的一些关键特点：1. **关注系统结构**：结构化模型强调系统的组成和各部分之间的关系。
这有助于更好地理解系统的整体结构和功能。
2. **分解和模块化**：结构化建模通常将系统分解为多个模块或组件，每个模块执行特定的功能。
这有助于简化设计和分析过程。
3. **顺序和流程**：在这种方法中，通常强调模块之间的顺序和流程关系，而不是并行或并发关系。
4. **强调因果关系**：结构化模型强调事件之间的因果关系，而不是实时交互或并发行为。
5. **易于理解和分析**：由于结构化模型通常更简单、更直观，因此更容易理解和分析。
这对于初步的系统设计阶段尤其有用。
总结：行为级建模和结构化建模是两种不同的系统建模方法，各有其优点和适用场景。
第-五讲--行为建模PPT课件
西安邮电学院通信工程系
格式: begin: 块名 … end 或 fork：块名 … join
第五讲 行为建模
过程的时序控制
西安邮电学院通信工程系
在过程块中可以说明过程时序。过程时序控制有三类： ❖ 延时执行：#delay， 延迟指定时间步后执行语句 ❖ 边沿敏感事件的时序控制：@(<signal>)
第五讲 行为建模
有名块
有名块的块名作用： ❖ 便于实现对块语句的有效控制 用disable语句终止或提前结束有名块的执行过
程 ❖ 允许在块内引入局部变量 只在块内起作用的变量 变量名可以和块外的其他变量名相同 一定是寄存器类 例： begin: SEQ_BLK
reg[3:0] sat sat = mask & data; ff = ^sat; end
❖ Verilog的行为建模是用一系列以高级编程语言编写的并行的、动态的过
程块来描述系统的工作。
D触发器行为
在每一个时钟上升沿，
若Clr不是低电平，
ห้องสมุดไป่ตู้
置Q为D值，
置Qb为D值的反
无论何时Clr变低 置Q为0， 置Qb为1
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
过程块(procedural)
❖ 过程块是行为模型的基础。一个模块中可以有多个过程块，过程块有两种：
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
行为建模(描述）
❖ 行为级描述是对系统的高抽象级描述。在这个抽象级，注重的是整个系 统的功能而不是实现。
❖ Verilog有高级编程语言结构用于行为描述，包括：initial, always,@, wait, for, while, if else, case 和 forever 等。
电磁特征行为级建模
电磁特征行为级建模1.引言1.1 概述概述电磁特征行为级建模是一种通过分析和描述物体或系统在电磁环境中的行为来为其建立模型的方法。
在不同的电磁场环境中，物体或系统的电磁行为会产生不同的特征，这些特征可以被捕捉和分析，以进一步理解和预测其性能和行为。
传统的建模方法主要依赖于物理模型和经验模型，这些模型通常需要复杂的数学推导和实验数据验证。
然而，随着电磁感应技术的进步和计算能力的提高，电磁特征行为级建模成为一种更加高效和准确的建模方法。
电磁特征行为级建模的核心思想是通过采集和分析物体或系统在电磁环境中的电磁信号，利用机器学习、数据挖掘和模式识别等技术，提取出关键的特征信息，并将其作为建模的基础。
这种方法能够更好地描述物体或系统的电磁行为，同时减少了对物理模型的依赖。
通过建立准确的电磁特征行为级模型，我们可以更好地理解和优化物体或系统在复杂电磁环境下的性能和行为。
本文将首先介绍电磁特征行为的概念和特点，包括电磁信号的产生、传播和感应机制等。
接着，将详细介绍电磁特征行为级建模的方法和技术，包括特征提取、模型训练和评估等方面。
最后，对电磁特征行为级建模的应用前景进行展望，并提出未来的研究方向和挑战。
通过对电磁特征行为级建模的研究和应用，我们可以更好地理解和掌握物体或系统在电磁环境中的行为规律，为电磁感应和应用提供更准确和可靠的模型基础。
这将有助于推动电磁技术在各个领域的应用和发展，提高系统的性能和可靠性。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括以下内容：在该部分，我们将对本篇文章的结构进行介绍。
本文共分为三个主要部分：引言、正文和结论。
引言部分将首先对电磁特征行为级建模的概念进行概述，说明其在相关领域中的重要性和应用。
接着我们将介绍文章的结构，包括各个章节的内容和顺序。
最后，我们将明确阐述本文的目的，指明我们所探讨的问题和研究的目标。
正文部分将详细介绍电磁特征行为的概念和相关知识。
我们将探讨电磁特征行为的定义、特点和发展趋势，并提供一些实际的案例和应用。
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第三章基于Verilog HDL语言的设计（四）基于Verilog HDL语言的设计（四）本节课将讲解Verilog HDL行为建模方法，同学们需掌握并行块和顺序块、条件语句、循环语句、赋值语句等常见Verilog HDL语句的结构，这是行为建模的基础。
3.4.1 顺序块和并行块语句Verilog HDL中使用块语句将多条语句组合成一条复合语句。
复合语句块语句分为顺序块语句和并行块语句。
块语句分为顺序块语句和并行块语句顺序块格式：beginbegin 块名块内变量参数定义；执行语句1；执行语句2；块内变量、参数定义；执行语句1；……..end 执行语句2；……..end并行块 格式：fork执行语句1；fork块名块内变量、参数定义语句；执行语句2；…执行语句1；执行语句2；join…join例顺序块和并行块程序执行过程的区别例：顺序块：并行块：fork s=0;begin s=0;s 0;#2 s=1;#4s=0;#2 s=1;#2 s=0;#4 s 0;#7 s=1;#8s=0;#3 s=1;#1 s=0;#8 s 0;joinend3.4.2 条件语句if语句格式：（3）if(表达式1) <语句1>;（1）if(表达式) <>;else if(表达式2) <语句2>;语句;（2）if(表达式)……else if(表达式n)<语句1>;<语句n>; elseelse <语句2>;<语句n+1>;if后面的表达式，可以是逻辑表达式、关系表达式还可以是操作数。
若为0，x，z按“假”若为按“假”处理，若为1，按“真”处理，执行指定的语句()等价于()如if(a) 等价于if(a = =1)如果if和else后有多个执行语句，可以用begin… end块将其整合在一起b d块将其整合在起例：if(a > b)begin data_out1 <= a; data_out2 <= b; end elsedata out1<=b;data out2<=a;begin data_out1 b; data_out2 a;endif语句嵌套使用时，else与最近的if语句配对例：if(a >b)if(a>b)if ( c ) data_out <= c + 1;else data_out <= a + 1;l d t t1else data_out <= b;If-else数目不一致，最好使用begin-end块if(…)f()if(…) beginfor(…..) if(..)gfor(…..) if()begin if(..) begin语句组；endl语句组；endelse …….endelseelse …….如果不正确使用else，可能会生成不需要的锁存器。
module test (a,b,data_out);input a,b;p_output data_out;reg data_out;always @ (a or b)always@(a or b)beginif(a) data_out <= a;if(a)data out<=a;endendmoduleWarning (10240): Verilog HDL Always Construct warningat test11.v(7): inferring latch(es) for variable "data_out", which holds its previous value in one or more paths through the always constructthe always constructalways @ (a or b) beginif(a) data_out < a; if(a)data out<=a; else data_out <= b; enddif-else表达了一个条件选择的设计意图，它与条件运算符有重要的区别条件运算符可以出现在个表达式中9条件运算符可以出现在一个表达式中。
9if-else只能出现在always, initial块语句，或函数任务中，一般只能在行为建模中使用函数、任务中，般只能在行为建模中使用。
case语句如果选项数目很多，用if-else-if会不方便，可使用case语句。
语句格式：case(控制表达式)分支表达式1：语句1;…分支表达式n: 语句n;default: 默认语句;endcase各分支表达式值不能相同，如果多个不同的状态值有相同的执行语句，可以用逗号将各个状态隔开。
相同的执行语句可以用逗号将各个状态隔开例: case(select)2b00 : data_out <= data_in1;2'b00:data out<=data in1;2'b01 : data_out <= data_in2;2b10 : data_out < data_in3;2'b10:data out<=data in3;2'b11 : data_out <= data_in4;,,,,_;2'b0x,2'bx0,2'b1x,2'bx1,2'bxx: data out <= 4'bxxxx;2'b0z,2'bz0,2'b1z,2'bz1,2'bzz: data_out <= 4'bzzzz;default ：$display("the control signal is invalid");endcased建议在case语句中最好加入default分支3.4.3 循环语句循环语句只能在initial,always块中使用。
下面介绍常用的循环句：for、forever、repeat 和while语句格式循环终止条件for语句语句格式：for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句；改变循环控制变初始条件表达式量的赋值语句语句执行过程例：用for语句对存储器组进行初始化。
reg[7:0] my_memory[511:0];integer i;initialbeginfor(i=0; i<512; i=i+1)my_memory[i]<= 8’b0;end3.4 行为级建模例：用for语句对存储器组进行初始化。
reg[7:0] my_memory[511:0];integer i;initialbeginfor(i=0; i<512; i=i+1)my_memory[i]<= 8’b0;end设计练习：用for 语句描述的七人投票表决器module voter7(pass,vote);output pass;input[6:0] vote;i[60]reg[2:0] sum;integer i;integer i;reg pass;y@()always @(vote)beginsum=0;for(i=0;i<=6;i=i+1) //for 语句f(i0i6i i1)//fif(vote[i]) sum=sum+1;if(sum[2]) pass=1; //若超过4 人赞成，则pass=1 if(sum[2])pass=1;//4人赞成则else pass=0;endendmodulef循环般用于具有固定开始和结束条件的循环 for 循环一般用于具有固定开始和结束条件的循环，如果只有一个执行循环的条件，最好还是用while循环hil语句格式while 语句语句格式：while(条件表达式) 语句语句执行过程9先求解条件表达式的值，如果值为真（等于1）执行内嵌的执行语句（组）否则结束循环，执行内嵌的执行语句（组），否则结束循环。
9如果一开始就不满足条件表达式，则循环不执行module count(clk, data_out);input clk;input clk;output[12:0] data_out;reg[12:0]data out;reg [12:0] data_out;integer j;initial //data_out和j赋初值为0initial//data outbegin data_out = 0; j = 0;while(j<=100)begindata_out = data_out + j;data out=data out+j;j= j+1;end$display ("the sum is %d,j= %d",data_out,j); endforever语句语句格式：foreverforever语句；表示永久循环无条件地无限次执行其后的语句 表示永久循环，无条件地无限次执行其后的语句，相当于while(1)，直到遇到系统任务$finish或$stop不能独立写在程序中，必须写在initial 结构中。
例：使用forever语句生成一个周期为20个时间单位的时钟信号。
g;reg clock;initialbeginbeginclock = 0;forever #10 clock = ~ clock;endrepeat语句语句格式：repeat(表达式))语句9repeat语句执行其表达式所确定的固定次数的循环操作。
9其表达式通常是常数，也可以是一个变量，或者一个信号，如果是变量或者信号，循环次数是循环开始时刻变量或信号的值，而不是循环执行期间的值。
3.4 行为级建模3.4.1 赋值语句Verilog HDL常用赋值方式有过程赋值和连续赋值两种过程赋值语句的更新对象是寄存器，整数，实数等，这些类型变量在被赋值后，可以保持不变，直到类变量在被赋值后可以保持不变到赋值进程又被触发，变量才被赋予新值。
连续赋值语句中，任何一个操作数的变化都会重新 连续赋值语句中，任何个操作数的变化都会重新计算赋值表达式，重新进行赋值。
module pipe(q3,d,clk); output [7:0] q3;p[]q;input [7:0] d;input clk;reg [7:0] q3,q2,q1;always @ (posedge clk) gbeginq1 = d;q2 = q1;q3 = q2;32endendmodulemodule pipe(q3,d,clk); output [7:0] q3;p[]q;input [7:0] d;input clk;reg [7:0] q3,q2,q1;always @ (posedge clk) gbeginq3 = q2;q2 = q1;q1 = d;1dendendmodule连续赋值常用于数据流行为建模。