verilog行为级实现数字钟

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systemverilog 可综合语法

systemverilog 可综合语法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述SystemVerilog是一种硬件描述语言，其可综合语法用于描述硬件设计的行为和结构。

可综合语法是指在编写SystemVerilog代码时，能够被综合工具翻译成底层硬件电路，并最终映射到FPGA或ASIC等可编程器件上的语法规则和风格。

因此，可综合语法在硬件设计中起着至关重要的作用。

在硬件设计中，可综合语法使设计工程师能够通过代码描述硬件的功能和结构，包括处理器、逻辑电路、存储器等。

通过使用可综合语法，设计工程师可以更加灵活地实现各种功能和性能要求，同时也能提高设计的可维护性和可重用性。

SystemVerilog的可综合语法特点是其结构化的设计风格，丰富的数据类型和内置的高级语言功能。

与传统的硬件描述语言相比，SystemVerilog提供了更多的抽象层次和编程特性，可以更高效地完成复杂的硬件设计任务。

例如，SystemVerilog支持面向对象的设计方法，可以使用类和对象对设计进行建模和封装。

此外，SystemVerilog还提供了多种数据类型和运算符，使设计工程师可以更方便地处理各种数据和信号。

综上所述，可综合语法在SystemVerilog中具有重要的地位和作用。

通过使用可综合语法，设计工程师能够更加方便地描述和实现各种硬件功能，提高设计的效率和可靠性。

在今后的硬件设计中，可综合语法的应用将更加广泛，并且不断发展和完善，以满足不断变化的设计需求。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构的目的是为了给读者提供清晰的导航和理解文章的逻辑框架。

通过合理的结构，读者可以更好地理解文章的目的和内容，并能够有序地阅读和理解整个文档。

本文的结构如下：第一部分是引言部分，用于介绍文章的背景和相关信息。

在引言部分，我们将概述SystemVerilog可综合语法的定义和作用，并介绍本文的结构和目的。

第二部分是正文部分，主要内容是关于SystemVerilog可综合语法的定义和特点。

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。

09_Verilog HDL2

• 实数型常量
– 十进制记数法，例如，0.1、2.0、5.67 – 科学记数法，例如，23.1e2、5E－4
2018/9/17 模拟与数字电路 — Verilog HDL(1) 9
符号常量
• 用参数定义语句定义一个标识符来代表一个常量
– 常用来定义变量的位宽及延时等
• 定义格式 parameter 参数名1＝常量表达式1，参数名2＝常量表达式2，……；
模拟与数字电路
Analog and Digital Circuits
09_Verilog HDL(1)
内容提纲
• • • • 基本语法规则变量数据类型程序基本结构描述组合逻辑电路
2018/9/17
模拟与数字电路 — Verilog HDL(1)
2
硬件描述语言概述
• HDL ( Hardware Description Languag )
• 标识符
– 用于对象（如模块名、电路的输入与输出端口、变量等）命名 – 以字母或下划线“_”开始，字母、下划线、数字等的组合 – 字母大小敏感，如in，IN是不同的标识符 – 不能与关键词相同
2018/9/17 模拟与数字电路 — Verilog HDL(1) 7
Verilog HDL基本语法 (续2)
• 逻辑值集合
– – – – 0：低电平、逻辑0或“假” 1：高电平、逻辑1或“真” x/X：不确定的值（未知状态） z/Z：高阻态
• 常量与符号常量
2018/9/17
模拟与数字电路 — Verilog HDL(1)
8
常量
• 整数型
– 十进制数形式表示，例如，30、－2 – 带基数形式表示，格式为： <＋/－> <位宽>’ <基数符号> <数值> 基数符号：十进制 D/d，二进制 B/b，八进制 O/o，十六进制 H/h 例如，–8’d101、5’o37、8’HeD， 8’b1001_001x

2024版Verilog编程规范(华为)

自动化测试实现
实现自动化测试流程，提高测试效率和准确性。
06
代码审查与质量保证
代码审查流程介绍
提交代码
开发人员将代码提交到代码审查系统中。
分配审查任务
系统或审查组长将审查任务分配给审查人员。
代码审查
审查人员对代码进行逐行审查，检查是否符合编程规范和质量要
求。
审查通过
经过多轮反馈和整改后，代码符合要求，审查通过。
通过定期的培训、分享和宣传活动，提高开发人员对Verilog编程规范的认识和重视程度。
引入自动化检查工具
建立持续改进机制
研究和引入自动化检查工具，对Verilog代码进行静态分析和规范检查，进一步提高代码质量和开发效率。
建立规范的持续改进机制，收集开发人员的反馈和建议，及时调整和优化规范内容。
可重用性原则
模块应具有高内聚、低耦合的特点，便于在不同项目中重用。
可维护性原则
模块应易于理解、测试和修改，以降低维护成本。
顶层结构设计方法
自顶向下设计
从系统整体需求出发，逐步细化到各个模块的设计和实现。
模块化设计
将系统划分为多个独立的模块，每个模块承担一定的功能，便于并行开发和维护。
减少错误和提高代码质量
02
规范的编程习惯有助于减少编码过程中的错误，提高代码的稳
定性和可靠性。
促进知识共享和传承
03
统一的编程规范有利于知识的积累和传承，降低新人学习成本，
提高团队整体技术水平。
适用范围及对象
适用范围
本规范适用于使用Verilog语言进行硬件描述和设计的所有场景，包括但不限于数字电路设计、验证、仿真等。
端口名应避免与模块内部变量名冲突。

verilog第二章简单的Verilog模块

not u1(nsl, sl);
and #1 u2(sela, a, nsl);
and #1 u3(selb, b, sl);
or #1 u4(out, sela, selb);
endmodule
/*一个名为adder的三位加法器的例子。*/
module adder ( count,sum,a,b,cin ); //模块定义开始
// 选择逻辑组合
2.2.2 模块的概念
一个设计是由一个个模块构成的。一个模块的设计如下：
1 模块内容是嵌套在module和endmodule两个语句之间。每个
模块实现特定的功能，模块是可以进行层次嵌套的。正因为
如此,才可以将大型的数字电路设计分割成不同的小模块来
实现特定的功能,最后通过顶层模块调用子模块来实现整体
endmodule
数据流语句
▪这个例子描述了一个三位的加法器。从例子中可以看出整个
Verilog HDL程序是嵌套在module和endmodule声明语句里
的，只出现了一个assign语句。
例SR触发器模块
S
Q
//SR 触发器
module SR_FF (Q, Q_n,S,R);
R
Q_n
output Q, Q_n; //端口声明
input S,R;
nand n1(Q, S,Q_n);
nand n2(Q_n,R,Q);
nand为verilog
中的与非门门级
原语部件
endmodule
模块中的5个部分并没全部出现，只出现在
低层次模块实例化
D触发器模块
//D 触发器
module D_FF (d, clk,clr,q,qb);

Verilog_HDL模型门级_RTL级_算法级_系统级

clk,clrb;
input[3:0]
d;
output[3:0] q;
flop f1(d[0],clk,clrb,q[0],), f2(d[1],clk,clrb,q[1],), f3(d[2],clk,clrb,q[2],), f4(d[3],clk,clrb,q[3],);
endmodule
9
9.2 Verilog HDL的行为描述建模
3
9.1 门级结构
一个逻辑网络是由许多逻辑门和开关所组成，因此用逻辑门的模型来描述逻辑网络是最直观的。 Verilog HDL提供了一些门类型的关键字，可以用于门级结构建模。
4
9.1.1 与非门、或门和反向器及其说明语法 Verilog HDL中有关门类型的关键字共有26个之多。我们只介绍 8个。
2
对于数字系统的逻辑设计工程师而言，熟练地掌握门级、 RTL级、算法级、系统级是非常重要的。而对于电路基本部件（如门、缓冲器、驱动器等）库的设计者而言，则需要掌握用户自定义源语元件（UDP）和开关级的描述。
一个复杂电路的完整Verilog HDL模型是由若干个Verilog HDL模块构成的，每一个模块又可以由若干个子模块构成。这些模块可以分别用不同抽象级别的Verilog HDL描述，在一个模块中也可以有多种级别的描述。利用Verilog HDL语言结构所提供的这种功能就可以构造一个模块间的清晰层次结构来描述极其复杂的大型设计。
`define stim #100 data=4'b //宏定义 stim,可使源程序简洁 event end_first_pass; //定义事件end_first_pass
hardreg reg_4bit (.d(data), .clk(clock), .clrb(clearb), .q(qout));

Verilog_HDL复杂数字系统设计-2_[1]...

2013-8-4
南通大学电子信息学院
7
1.3复杂数字系统的设计方法
1.3.1 复杂数字逻辑系统
• 嵌入式微处理机系统
• 数字信号处理系统 • 高速并行计算逻辑
• 高速通信协议电路
• 高速编码/解码、加密/解密电路 • 复杂的多功能智能接口
• 门逻辑总数超过几万门达到几百甚至达几千万门的数
字系统
2013-8-4 南通大学电子信息学院 8
1990 Verilog HDL 公开发表
1995 Verilog IEEE1364 标准公开发表
1990有关Verilog HDL的全部权利都移交给OVI(Open Verilog International)组织
2013-8-4 南通大学电子信息学院 6
1.2.3 Verilog HDL的优点
2013-8-4
南通大学电子信息学院
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例2-2b 4选1多路选择器
module mux4_to_1 (out, i0, i1, i2, i3, s1, s0); output out; input i0, i1, i2, i3; input s1, s0; wire s1n, s0n; wire y0, y1, y2, y3; not not0(s1n, s1); not not1(s0n, s0); and and0(y0, i0, s1n, s0n); and and1(y1, i1, s1n, s0); and and2(y2, i2, s1, s0n); and and3(y3, i3, s1, s0); or or0(out, y0, y1, y2, y3); endmodule
2013-8-4 南通大学电子信息学院 3

Verilog HDL数字设计教程(贺敬凯)第1章

路网表。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
波形图输入方法则是将待设计的电路看成是一个黑盒子，
只需告诉EDA工具该黑盒子电路的输入和输出时序波形图，
EDA工具就可以完成黑盒子电路的设计。原理图输入方法是一种类似于传统电子设计方法的原理图编辑输入方式，即在EDA软件的图形编辑界面上绘制能完成特定功能的电路原理图。原理图由逻辑器件(符号)和连接
理图和信号的连接表，如果是一个大的系统，将是一大摞图
纸，以后系统若出现问题，查找、修改起来都很麻烦。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
上述过程是从底层开始，或在已有的功能模块的基础上来搭建高层次的模块直至整个系统的。因此这种传统的电子系统的设计过程是一种自底向上(Bottom-Up)的设计，设计过程必须从存在的基本单元模块出发，基本单元模块必须是已经设计成熟的标准单元模块或其他项目已开发好的单元模块。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
本书所有设计最终的实现目标主要定位于FPGA，因此下
面重点介绍FPGA的开发流程。FPGA的EDA开发流程如图1-3
所示。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
图1-3 FPGA的EDA开发流程
第1章 Verilog HDL数字设计综述
从图1-3可以看出，FPGA的开发流程与图1-2所示的用 EDA工具设计数字系统的流程基本相同，都需要设计输入、功能仿真、逻辑综合、布局布线(适配)、时序仿真、物理实现等几个步骤。下面将分别介绍主要设计模块的功能特点。
第1章 Verilog HDL数字设计综述
1. 设计输入在EDA软件平台上开发FPGA/CPLD时，首先要将电路系统以一定的表达方式输入计算机。通常，EDA工具的设计输入可分为以下两种类型：

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。

VHDL与Verilog语言

VHDL与Verilog语言VHDL（VHSIC hardware description language）和Verilog是用于电子系统设计的硬件描述语言（HDL）。

这两种语言被广泛应用于数字逻辑设计和仿真，以及硬件描述、验证和综合。

1. VHDL（VHSIC hardware description language）VHDL是一种结构化的硬件描述语言，最初由美国国防部高速集成电路计划办公室（VHSIC，Very High Speed Integrated Circuits）开发。

VHDL以其强大的功能和灵活性而闻名，并被广泛用于数字系统的设计和验证。

VHDL的编写包括实体（Entity）和体（Architecture）两个主要部分。

实体部分描述了数字系统的输入输出接口、信号和组件的声明，而体部分描述了实体的内部结构、信号处理和逻辑功能。

VHDL具有丰富的数据类型、运算符和控制结构，可以方便地描述数字电路的行为和结构。

它还提供了强大的仿真和验证功能，使设计人员能够在开发和测试阶段快速迭代和调试设计。

2. VerilogVerilog是一种硬件描述语言，最初由Gateway Design Automation公司（现在是Cadence Design Systems的一部分）开发。

Verilog以其简洁的语法和易学易用的特性而受到广泛欢迎，并成为工业界标准。

Verilog的设计由模块（Module）组成，每个模块描述了一个黑盒子，包含输入和输出端口以及内部的逻辑功能。

模块可以进行层次化组合，从而实现较复杂的系统级设计。

Verilog的语法类似于C语言，具有类似的数据类型、运算符和控制结构。

它还提供了时序建模的能力，使设计人员能够描述数字电路的时序行为。

3. VHDL与Verilog的比较VHDL和Verilog在语法和功能上有一些区别，但它们都可以用于数字电路的设计和仿真。

以下是它们之间的一些比较：3.1 语法风格VHDL采用结构化的编程风格，需要明确的体、过程和信号声明，可以更好地控制和描述系统的结构和行为。

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//first built a counter_6 module
module counter6(
input CP,nCR,EN,S;
output reg [3:0] Q,
);
always@(posedge CP,negedge nCR)
begin
if(~nCR)
Q<=4'b0000;
else
if(~EN)
Q<=Q;
else
if(Q==4'b0101)

Q<=4'b0000;

else
Q=Q+1'b1;
end
endmodule

//then built a counter_10 module
module counter10(
input CP,nCR,EN,
output reg [3:0] Q
output reg S
);
always@(posedge CP,negedge nCR)
begin
if(~nCR)
begin Q<=4'b0000;S=0;end
else
if(~EN)
begin Q<=Q;S=0;end
else
if(Q==4'b1001)
begin
Q<=4'b0000;
S=1;
end
else
begin
Q=Q+1'b1;
S=0;
end
end
endmodule
//next built a counter_24 module
module counter24(
input CP,nCR,EN,
output reg [3:0] CntH,CntL
);
always@(posedge CP,negedge nCR)
begin
if(~nCR)
{CntH,CntL} <= 8'h00;
else
if(~EN)
{CntH,CntL} <= {CntH,CntL};
else
if((CntH>2)||(CntL>9)||((CntH==2)&&(CntL>3)))
{CntH,CntL}<=8'h00;
else
if((CntH==2)&&(CntL<3))
begin
CntH <= CntH;
CntL <= CntL+1'b1;
end
else
if(CntL==9)
begin
CntH<=CntH+1'b1;
CntL<=4'b0000;
end
else
begin
CntH <= CntH;
CntL <= CntL+1'b1;
end
end
endmodule

//last build the top module
module top_clock(
input CP,nCR,EN,Adj_Min,Adj_Hour, //state the input port
output [7:0] Hour,Minute,Second //state the output port
);
supply1 Vdd;
wire SecH_EN,MinL_EN,MinH_EN,Hour_EN;

//secods counter
counter10 U1(CP,nCR,EN,Second[3:0]);
assign SecH_EN = (Second[3:0]==4'h9); //add
counter6 U2(CP,nCR,SecH_EN,Second[3:0]);

//adjust minute EN/ Adj_Min=1 adjust; Adj_Min=0,continue
assign MinL_EN = Adj_Min?Vdd:(Second==8'h59);
assign MinH_EN =
(Adj_Min&&(Minute[3:0])==4'h9)||(Minute[3:0]==4'h9)&&(Second==8'h59);

//minute counter
counter10 U3(CP,nCR,MinL_EN,Minute[3:0]);
counter6 U4(CP,nCR,MinH_EN,Minute[3:0]);

//adjust hour EN / Adj_Hour=1 adjust; Adj_Hour=0,continue
assign Hour_EN=Adj_Hour?Vdd:((Minute==8'h59)&&(Second==8'h59));

//hour counter
counter24 U5(CP,nCR,Hour_EN,Hour[7:4],Hour[3:0]);

endmodule

// make a testbench
`include "top_clock.v"
`timescale 1 s / 1 s

module test;
reg CP,nCR,EN,Adj_Min,Adj_Hour;
wire[7:0] Hour,Minute,Second;

top_clock counter(CP,nCR,EN,Adj_Min,Adj_Hour,Hour,Minute,Second);
initial
begin
$dumpfile("tb.lxt");
$dumpvars(0,test);
end

initial
begin
CP=0;
nCR=1;
EN=1;
Adj_Min=1;
Adj_Hour=1;
#1 nCR=0;
Adj_Min=0;
Adj_Hour=0;
#1 nCR=1;
#10 EN=0;
#10 EN=1;
#1000 $stop;
end
always #0.5 CP=~CP;
endmodule