Verilog HDL1
第一讲 Verilog HDL简介
结论：工艺无关性，高效省事
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
第一讲 Verilog HDL简介
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1.3
Verilog设计流程
Top-Down 设计思想
系统级设计
模块A
模块B
模块C
模块A1
模块A2
模块A3
模块B1
模块B2
模块C1
模块C2
模块C3
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
电 路 图 设 计 文 件
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
第一讲 Verilog HDL简介
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第一讲 Verilog HDL简介
1.1 概述
1.2
1.3
Verilog的设计优点
Verilog设计流程
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
第一讲 Verilog HDL简介
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1.1
概述Βιβλιοθήκη 什么是Verilog HDL？
硬件描述语言的一种，主要用于数字电子
系统设计。适合各种级别的逻辑设计，包括数
字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合。
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第一讲 Verilog HDL简介
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Verilog HDL 的发展历史
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
第一讲 Verilog HDL简介
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常用硬件描述语言比较
制作人：梁瑞宇 单位：河海大学
第一讲 Verilog HDL简介
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(1) 逻辑描述层次 (2) 设计要求 (3) 综合过程 (4) 对综合器的要求
(5) 支持的EDA工具
(6) 国际化程度
(7) 掌握难易
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：
verilogHDL培训教程华为
VerilogHDL培训教程——华为第一章：引言随着电子设计自动化（EDA）技术的不断发展，硬件描述语言（HDL）在数字电路设计领域扮演着越来越重要的角色。
VerilogHDL 作为一种主流的硬件描述语言，因其强大的功能、灵活的语法和广泛的应用范围，已成为数字集成电路设计工程师必备的技能之一。
本教程旨在帮助读者掌握VerilogHDL的基本概念、语法和设计方法，为华为等企业培养合格的数字电路设计人才。
第二章：VerilogHDL基础2.1VerilogHDL简介VerilogHDL是一种用于数字电路设计的硬件描述语言，它可以在多个层次上对数字系统进行描述，包括算法级、寄存器传输级（RTL）、门级和开关级。
VerilogHDL的设计初衷是为了提高数字电路设计的可重用性、可移植性和可维护性。
2.2VerilogHDL编程环境（1）文本编辑器：Notepad++、SublimeText等；（2）仿真工具：ModelSim、IcarusVerilog等；（3）综合工具：XilinxISE、AlteraQuartus等。
2.3VerilogHDL语法基础（1）关键字：VerilogHDL中的关键字具有特定含义，如module、endmodule、input、output等；（2）数据类型：包括线网类型（wire）、寄存器类型（reg）、整数类型（integer）等；（3）运算符：包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等；（4）模块与端口：模块是VerilogHDL设计的基本单元，端口用于模块之间的信号传递；（5）行为描述与结构描述：行为描述用于描述电路的功能，结构描述用于描述电路的结构。
第三章：VerilogHDL设计流程3.1设计流程概述（1）需求分析：明确设计任务和功能要求；（2）模块划分：根据需求分析，将设计任务划分为若干个模块；（3）编写代码：使用VerilogHDL编写各个模块的代码；（4）仿真验证：对设计进行功能仿真和时序仿真，确保设计正确；（5）综合与布局布线：将VerilogHDL代码转换为实际电路，并进行布局布线；（6）硬件测试：在FPGA或ASIC上进行实际硬件测试。
Verilog HDL简明教程中文版
中文版Verilog HDL简明教程Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。
被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。
数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。
Verilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。
所有这些都使用同一种建模语言。
此外，Verilog HDL语言提供了编程语言接口PLI，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。
Verilog HDL语言不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。
因此，用这种语言编写的模型能够使用Verilog仿真器进行验证。
语言从C编程语言中继承了多种操作符和结构。
Verilog HDL提供了扩展的建模能力，其中许多扩展最初很难理解。
但是，Verilog HDL语言的核心子集非常易于学习和使用，这对大多数建模应用来说已经足够。
当然,完整的硬件描述语言足以对从最复杂的芯片到完整的电子系统进行描述。
第1章简介Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。
被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。
数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。
Verilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。
所有这些都使用同一种建模语言。
此外，Verilog HDL语言提供了编程语言接口，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。
Verilog HDL语言不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。
第1章 Verilog HDL入门简介
Verilog HDL数字系统设计及仿真
数字电路的回忆—七进制计数器
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢状态转换图
➢卡诺图
2
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢ Q3* 的卡诺图
➢状态方程：
Q3* Q3Q2 ' Q3 'Q2Q1
3
Verilog HDL数字系统设计及仿真
8
采用Verilog HDL代码
Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢计数器模块
➢JK触发器模块
module
module JK_FF(J,K,CLK,Q,Qn);
Counter(Q3,Q2,Q1,C,CLK); input J,K;
output Q3,Q2,Q1,C;
input CLK;
input CLK;
output Q,Qn;
wire J1,K2,J3;
wire G3_n,G4_n,G5_n,G6_n,G7_n,G8_n;
nand G7(G7_n,Qn,J,CLK);
JK_FF JK1(Q1,Q1n,J1,1,CLK);nand G8(G8_n,CLK,K,Q);
JK_FF JK2(Q2, ,Q1,K2,CLK); nand G5(G5_n,G8_n,G6_n);
nand G1(Q,G3_n,Qn);
or or1(K2,Q1,Q3);
nand G2(Qn,Q,G4_n);
endmodule
not G9(CLK_n,CLK);
endmodule
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Verilog HDL数字系统设计及仿真
➢更简洁的代码
module Counter(Q,CLK,RESET);
verilog hdl不同级别的描述
verilog hdl不同级别的描述
Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为、结构和实现。
它支持从算法级到门级的不同级别的描述，以满足不同规模设计的需要。
以下是Verilog HDL不同级别的描述：
算法级描述：算法级描述是最高级别的描述，主要关注算法和数据流的行为。
在算法级描述中，设计者使用过程块（如always、initial等）和连续赋值语句（如assign）来描述信号的行为和变化。
这种描述方法主要用于设计和描述复杂的控制逻辑和算法。
寄存器传输级（RTL）描述：RTL描述是一种中间级别的描述，介于算法级和门级之间。
它关注于寄存器传输的控制逻辑，包括数据路径和控制逻辑。
在RTL描述中，设计者使用连续赋值语句来描述信号的行为，并使用组合逻辑和触发器来定义寄存器、移位器等基本元件的行为。
这种描述方法主要用于设计和描述具有大量寄存器和控制逻辑的数字系统。
门级描述：门级描述是最低级别的描述，主要关注电路元件和连线。
在门级描述中，设计者使用Verilog HDL的内置元件（如AND、OR、NOT等）来描述电路的基本元件和连线。
这种描述方法主要用于设计和描述简单的组合逻辑电路和时序逻辑电路。
除了以上三种级别的描述外，Verilog HDL还支持混合级别的描述，即将不同级别的描述混合在一起使用。
例如，可以在算法级描述中定义一个模块的接口，然后在RTL 或门级描述中实现该模块的具体逻辑。
这种混合级别的描述方法可以使设计更加灵活和
模块化，并方便实现模块重用和层次化设计。
EDA技术及应用—Verilog HDL版(第三版) (1)
第2章 大规模可编程逻辑器件
(4) 封装代码。如Altera公司的EPM7128SLC84中的LC， 表示采用PLCC封装(Plastic Leaded Chip Carrier，塑料方形扁 平封装)。PLD封装除PLCC外，还有BGA(Ball Grid Array， 球形网状阵列)、C/JLCC(Ceramic /J-Leaded Chip Carrier,)、 C/M/P/TQFP(Ceramic/Metal/Plastic/Thin Quard Flat Package)、 PDIP/DIP(Plastic Double In line Package)、PGA(Ceramic Pin Grid Array)等，多以其缩写来描述，但要注意各公司稍有差 别，如PLCC，Altera公司用LC描述，Xilinx公司用PC描述， Lattice公司用J来描述。
第2章 大规模可编程逻辑器件
2.1.1 PLD的发展进程
最早的可编程逻辑器件出现在20世纪70年代初，主要是 可编程只读存储器(PROM)和可编程逻辑阵列(PLA)。20世 纪70年代末出现了可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称PAL)器件。20世纪80年代初期，美国Lattice公 司推出了一种新型的PLD器件，称为通用阵列逻辑(Generic Array Logic，简称GAL)，一般认为它是第二代PLD器件。 随着技术进步，生产工艺不断改进，器件规模不断扩大，逻 辑功能不断增强，各种可编程逻辑器件如雨后春笋般涌现， 如PROM、EPROM、EEPROM等。
第2章 大规模可编程逻辑器件
采用ISP技术之后，硬件设计可以变得像软件设计那样灵活 而易于修改，硬件的功能也可以实时地加以更新或按预定的 程序改变配置。这不仅扩展了器件的用途，缩短了系统的设 计和调试周期，而且还省去了对器件单独编程的环节，因而 也省去了器件编程设备，简化了目标系统的现场升级和维护 工作。
verilog hdl 的编程方法
verilog hdl 的编程方法Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字电路的编程语言。
它是一种硬件描述语言，用于设计和模拟数字系统，如集成电路（IC）或系统级芯片（SoC）。
本文将介绍Verilog HDL的编程方法，以帮助读者更好地理解和使用该语言。
编写Verilog HDL代码时，需要遵循一定的结构和规范。
一个典型的Verilog HDL文件通常包括模块声明、输入输出端口定义、内部信号声明和逻辑实现等部分。
模块声明指定了模块的名称，输入输出端口定义了模块的接口，内部信号声明用于定义模块内部的信号，逻辑实现则描述了模块的功能。
在Verilog HDL中，模块内部的功能通常使用组合逻辑和时序逻辑来实现。
组合逻辑是指输出只依赖于输入的当前值，而不依赖于任何以前的状态。
时序逻辑则依赖于时钟信号和触发器的状态，输出会延迟一定的时间才会更新。
编写组合逻辑时，可以使用逻辑门、选择器和多路复用器等基本元件进行逻辑运算和信号选择。
编写时序逻辑时，需要考虑时钟边沿和触发器的使用，以确保正确的时序行为。
在Verilog HDL中，还可以使用模块实例化和层次结构来组织和重用代码。
模块实例化是指将一个模块作为另一个模块的子模块使用，以便在一个更高级别的设计中使用已有的模块。
层次结构则是指将模块按照层次关系组织起来，以便更好地管理和理解复杂的设计。
模块实例化和层次结构的使用可以提高代码的可读性和维护性。
Verilog HDL还支持分层设计和参数化设计。
分层设计是指将整个设计分为多个层次，每个层次负责不同的功能。
这样可以使设计更加模块化，便于调试和修改。
参数化设计是指使用参数来定义和配置模块的行为。
通过参数化设计，可以根据不同的需求生成不同的模块实例，提高代码的复用性和灵活性。
在Verilog HDL中，也可以使用测试台和仿真工具来验证设计的正确性。
测试台是一种用于生成输入和检查输出的测试环境，通过测试台可以模拟不同的输入情况，并验证输出的正确性。
verilog hdl答案
第1章简介1.Verilog HDL是在哪一年首次被IEEE标准化的？Verilog HDL是在1995年首次被IEEE标准化的。
2.Verilog HDL支持哪三种基本描述方式Verilog HDL可采用三种不同方式或混合方式对设计建模。
这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模3.可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序吗？Verilog HDL可以清晰的建立时序模型，故可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序。
4.语言中的什么特性能够用于描述参数化设计？在行为级描述中， Verilog HDL不仅能够在RT L级上进行设计描述，而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述，而且能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述，这种特性可用于描述参数化设计。
5.能够使用Verilog HDL编写测试验证程序吗？能，可以编写testbench来对编写的程序进行验证。
6.Verilog HDL是由哪个公司最先开发的？Verilog HDL是由Gateway Design Automation公司最先开发的7.Verilog HDL中的两类主要数据类型是什么？线网数据类型和寄存器数据类型。
线网类型表示构件间的物理连线，而寄存器类型表示抽象的数据存储元件。
8.UDP代表什么？UDP代表用户定义原语9.写出两个开关级基本门的名称。
pmos nmos10.写出两个基本逻辑门的名称。
and or第2章 HDL指南1. 在数据流描述方式中使用什么语句描述一个设计？设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述2. 使用` t i m e s c a l e 编译器指令的目的是什么？举出一个实例。
使用编译指令将时间单位与物理时间相关联。
例如` timescale 1ns /100ps 此语句说明时延时间单位为1ns并且时间精度为100ps (时间精度是指所有的时延必须被限定在0.1ns内)3. 在过程赋值语句中可以定义哪两种时延？请举例详细说明。
硬件描述语言VerilogHDL基础
入zz x x x
CSLG
4、设计举例
试用Verilog语言的门级 元件描述2线-4线译码器.
E1
& Y0
//Gate-level description of a 2-to-4-
line decoder
module _2to4decoder (A1,A0,E,Y);
input A,B,E;
output [3:0] Y;
常量
格式为：<＋/－><位宽>’<基数符号><数 例值如>：3’b101、5’o37、8’he3，8’b1001_0011
实数型常量 十进制记数法 如： 0.1、2.0、5.67
科学记数法 如: 23_5.1e2、5E－4
23510.0、 0.0005
CSLG
❖Verilog允许用参数定义语句定义一个标识 符来代表一个常量，称为符号常量。
CSLG
CSLG
用Verilog HDL描述组合逻辑电路
用VerilogHDL描述组合逻辑电路
❖用VerilogHDL描述组合逻辑电路有三种不 同抽象级别：
▪ 门级描述 ▪ 数据流描述 ▪ 行为级描述
❖VerilogHDL描述的电路就是该电路的 VerilogHDL模型。
CSLG
•门级描述：
一般使用Primitive（内部元件）、自定义的下层模块对电 路描述。主要用于层次化设计中。
多输入端的或非门
多输入端的异或非门
多输出端的反相器
控制信号高电平有效的 三态反相器
控制信号低电平有效的 三态反相器
CSLG
Verilog 基本门级元件
and n-input AND gate
Verilog HDL整理(一)
Verilog HDL语言整理（一）一、基本概念Verilog HDL是一种行为数字逻辑电路设计的语言，用Vrilog HDL描述的电路设计就是该电路的Verilog HDL模型。
Verilog HDL既是一种行为描述的语言，也是一种结构描述的语言。
也就是说，既可以用电路的功能描述，也可以用元器件和它们之间的连接来建立所设计电路的Verilog HDL模型。
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。
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。
RTL描述：硬件描述语言HDL中包含可综合和不可综合的语句，用可综合语句构建的电路描述代码可以通过HDL综合器生成可实现的电路，于是把一切用可综合语句表述的HDL代码形式称为RTL描述。
二、模型类别Verilog模型可以是实际电路的不同级别的抽象。
这些抽象的级别和它们对应的模型类型共有五种：系统级（system）：用高级语言结构实现设计模块外部功能的模型。
算法级（algorithmic）：用高级语言结构实现设计算法的模型。
RTL级（Register Transfer Level）:描述数据在寄存器之间流动和如何处理这些数据的模型。
门级（gate-level）：描述逻辑门以及逻辑门之间的连接的模型。
开关级（switch-level）:描述器件中三极管和储存节点以及它们之间连接的模型。
RTL/功能级门级/结构级版图布局/物理级三、语法1、模块语句一般格式module 模块名（端口名称表）模块端口描述模块功能描述endmoduleVerilog程序块完全嵌在module和endmodule之间，每个Verilog程序块应该包括四个部分：端口定义、I/0说明、内部信号声明、功能定义。
2、端口语句input 端口名1；端口名2output 端口名1；端口名2inout 端口名1；端口名2带位宽的端口input[msb:lsb] 端口名1；端口名23、assign连续赋值语句（1）不带延时的assign赋值语句assign 目标变量名=驱动表达式（2）带延时的assign赋值语句assign #A目标变量名=驱动表达式延时A个单位后再将驱动表达式的值赋给目标变量，延时在综合中被忽略，不参与综合（3）assign赋值语句是并行的，不允许同一目标变量有多个赋值语句表达式，而且目标变量必须是网线型变量。
硬件描述语言verilog_HDL基础
12
1.4 Verilog 目前的应用情况和适用的设计
Verilog 较为适合系统级(System)、算法 级(Alogrithem)、寄存器传输级(RTL)、逻辑 (Logic)、门级(Gate)和电路开关级(Switch)的
设计，而对于特大型（千万门级以上）的系 统级(System)设计，则VHDL更为合适。
2020/2/28
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1.5 采用 Verilog HDL 设计复杂数字电路的优点
1.5.1 传统设计方法——电路原理图输入法
采用电路原理图输入法进行设计，周期长、需 要专门的设计工具、需手工布线等。这种低水平的 设计方法大大延长了设计周期。
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1.5.2 Verilog HDL 设计法与传统的电路 原理图输入法的比较
2020/2/28
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什么是硬件描述语言
具有特殊结构能够对硬件逻辑电路的功能进行描述的一种高级 编程语言
这种特殊结构能够：
描述电路的连接 描述电路的功能 在不同抽象级上描述电路 描述电路的时序 表达具有并行性
HDL主要有两种：Verilog和VHDL
Verilog起源于C语言，因此非常类似于C语言，容易掌握 VHDL格式严谨 VHDL出现较晚，但标准化早。IEEE 1706-1985标准。
2020/2/28
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概述
Verilog HDL行为描述语言具有以下功能：
• 可描述顺序执行或并行执行的程序结构。 • 用延迟表达式或事件表达式来明确地控制过程的启动时间。 • 通过命名的事件来触发其它过程里的激活行为或停止行为。 • 提供了条件如if-else、case、循环程序结构。 • 提供了可带参数且非零延续时间的任务(task)程序结构。 • 提供了可定义新的操作符的函数结构(function)。 • 提供了用于建立表达式的算术运算符、逻辑运算符、位运算 符。 • Verilog HDL语言作为一种结构化的语言也非常适合于门级 和开关级的模型设计。
verilog hdl数字集成电路设计与原理(一)
verilog hdl数字集成电路设计与原理(一)Verilog HDL数字集成电路设计与原理1. 引言•Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字集成电路的行为和结构。
•本文将从基础开始，详细介绍Verilog HDL的设计与原理。
2. Verilog HDL基础知识•Verilog HDL是一种高级硬件描述语言，它允许我们使用模块化的方式来描述数字集成电路。
•通过Verilog HDL，我们可以描述电路的输入、输出以及内部逻辑。
•Verilog HDL使用模块化的形式，将电路划分为多个模块，每个模块负责完成特定的功能。
3. Verilog HDL模块•在Verilog HDL中，一个模块可以包含多个输入端口和输出端口。
•输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出内部计算结果。
•通过模块之间的互连，可以构建出复杂的电路结构。
4. Verilog HDL信号•在Verilog HDL中，信号是电路中的基本元素，可以是任何数据类型。
•信号可以通过赋值语句进行操作，例如逻辑运算、赋值操作等。
•信号的值可以在时钟的上升沿或下降沿进行更新。
5. Verilog HDL运算符•Verilog HDL提供了各种运算符，用于实现数字集成电路的运算功能。
•运算符包括逻辑运算符、位运算符、算术运算符等。
•运算符的选择和使用需要根据电路的需求进行灵活调整。
6. Verilog HDL过程•在Verilog HDL中，过程用于描述电路的行为和时序逻辑。
•过程包括组合逻辑过程和时序逻辑过程。
•组合逻辑过程是对输入进行组合运算得到输出，时序逻辑过程则需要考虑时钟和状态的变化。
7. Verilog HDL测试与调试•在实际设计中，测试与调试是非常重要的环节。
•可以通过自动生成测试向量、仿真、波形查看等方式进行测试与调试。
•通过不断优化和调试，可以确保电路设计的正确性和可靠性。
8. 总结•Verilog HDL是数字集成电路设计与原理中的重要工具和技术。
Verilog_HDL教程
Verilog_HDL教程
1.简介
Verilog HDL是由美国电气和电子工程师协会（IEEE）于1984年开
发的一种硬件描述语言。
它是一种面向数据流的语言，主要用于描述数字
逻辑电路的行为和结构。
Verilog HDL可以用于设计和仿真各种数字电路，如计算机处理器、存储器、控制逻辑和通信接口等。
2.基本语法
下面是Verilog HDL的基本语法元素：
2.1模块
模块是Verilog HDL中的最基本的构建单元。
每个模块都有一个名称
和一个端口列表。
端口可以是输入或输出，也可以是双向的。
2.2数据类型
2.3信号赋值
可以使用赋值运算符（=）将值赋给变量或信号。
还可以使用阻塞或
非阻塞赋值运算符来实现顺序或并发的赋值操作。
3.设计结构
4.运算符
5.仿真和验证
总结：
本教程简要介绍了Verilog HDL的基本语法和用法。
Verilog HDL是一种被广泛应用于数字电路设计的硬件描述语言。
通过学习本教程，您将能够开始使用Verilog HDL进行数字电路的设计和验证。
0_1.Verilog HDL基础知识
•概述•Verilog HDL 的基本结构•运算符•语句•Verilog HDL 模型级别•数据类型及常量、变量•语句的顺序执行与并行执行第0章Verilog HDL§0.1概述一、什么是Verilog HDL？Verilog HDL是一种应用广泛的硬件描述性语言，是硬件设计人员和电子设计自动化（EDA）工具之间的界面。
其主要目的是用来编写设计文件，建立电子系统行为级的仿真模型。
即利用计算机的巨大能力对用Verilog HDL或VHDL建模的复杂数字逻辑进行仿真，然后再自动综合以生成符合要求且在电路结构上可以实现的数字逻辑网表（Netlist），根据网表和某种工艺的器件自动生成具体电路，然后生成该工艺条件下这种具体电路的延时模型。
仿真验证无误后用于制造ASIC芯片或写入EPLD和FPGA 器件中。
二、Verilog HDL语言的主要特征1、语法结构上，Verilog HDL语言与C语言有许多相似之处，并借鉴C语言的多种操作符和语法结构。
2、Verilog HDL语言既包含一些高层次程序设计语言的结构形式，同时也兼顾描述硬件电路具体的线路连接。
3、通过使用结构级或行为级描述可以在不同的抽象层次描述设计。
包括三个领域和五个抽象层次，如下表0.1 所示。
行为领域结构领域物理领域系统级性能描述部件及它们之间的逻辑连接方式芯片模块电路板和物理划分的子系统算法级（芯片级）I/O 应答算法级硬件模块数据结构部件之间的物理连接电路板底盘等寄存器传输级并行操作寄存器传输,状态表,ALU 、多路选择器、寄存器、总线微定序器、微存储器之间的物理连接方式芯片、宏单元逻辑级布尔方程门电路、触发器、锁存器标准单元布图电路级微分方程晶体管、电阻、电容等晶体管布图三个领域五个抽象层次4、Verilog HDL语言是并行的，即具有在同一时刻执行多任务的能力，因为在实际硬件中许多操作都是在同一时刻发生的。
一般来讲，计算机编程语言是非并行的。
VERILOGHDL语言基础
VERILOGHDL语⾔基础第1节 Verilog HDL语⾔简介Verilog HDL语⾔简介Verilog HDL和VHDL是⽬前世界上最流⾏的两种硬件描述语⾔（HDL：Hardware Description Language），均为IEEE标准，被⼴泛地应⽤于基于可编程逻辑器件的项⽬开发。
⼆者都是在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，后者由美国军⽅研发。
HDL语⾔以⽂本形式来描述数字系统硬件结构和⾏为，是⼀种⽤形式化⽅法来描述数字电路和系统的语⾔，可以从上层到下层来逐层描述⾃⼰的设计思想。
即⽤⼀系列分层次的模块来表⽰复杂的数字系统，并逐层进⾏验证仿真，再把具体的模块组合由综合⼯具转化成门级⽹表，接下去再利⽤布局布线⼯具把⽹表转化为具体电路结构的实现。
⽬前，这种⾃顶向下的⽅法已被⼴泛使⽤。
概括地讲，HDL语⾔包含以下主要特征：* HDL语⾔既包含⼀些⾼级程序设计语⾔的结构形式，同时也兼顾描述硬件线路连接的具体结构。
* 通过使⽤结构级⾏为描述，可以在不同的抽象层次描述设计。
HDL语⾔采⽤⾃顶向下的数字电路设计⽅法，主要包括3个领域5个抽象层次。
* HDL语⾔是并⾏处理的，具有同⼀时刻执⾏多任务的能⼒。
这和⼀般⾼级设计语⾔（例如C 语⾔等）串⾏执⾏的特征是不同的。
* HDL语⾔具有时序的概念。
⼀般的⾼级编程语⾔是没有时序概念的，但在硬件电路中从输⼊到输出总是有延时存在的，为了描述这⼀特征，需要引⼊时延的概念。
HDL语⾔不仅可以描述硬件电路的功能，还可以描述电路的时序。
2.1.1 Verilog HDL语⾔的历史1983年，Gateway Design Automation（GDA）硬件描述语⾔公司的Philip Moorby⾸创了Verilog HDL。
后来Moorby成为Verilog HDL-XL的主要设计者和Cadence公司的第⼀合伙⼈。
veriloghdl语法
veriloghdl语法Verilog HDL（硬件描述语言）是一种硬件描述和设计语言，用于描述和设计数字电路和系统。
以下是Verilog HDL的基本语法：1. 模块声明：module module_name (input declaration, output declaration, inout declaration);// 逻辑和/或数据声明// 逻辑和/或数据操作endmodule2. 输入和输出声明：input [width-1:0] input_name;output [width-1:0] output_name;3. 内部信号声明：reg [width-1:0] signal_name;wire [width-1:0] signal_name;4. 运算符：- 逻辑运算符： &&（与）、 ||（或）、 !（非）- 比较运算符： ==（等于）、 !=（不等于）、 <（小于）、 >（大于）- 算术运算符： +（加）、 -（减）、 *（乘）、 /（除）5. 过程块：always @(sensitivity_list)// 过程块中的语句6. 过程块敏感列表：- posedge clk：时钟的上升沿- negedge clk：时钟的下降沿- expression：表达式更新时7.条件语句：if (condition)// 如果条件为真执行的语句else if (condition)// 如果第一个条件不为真，检查第二个条件是否为真else// 如果以上条件均不为真执行的语句8. 选择语句：case (expression)value1: // 如果expression等于value1执行的语句value2: // 如果expression等于value2执行的语句default: // 如果expression不等于任何值执行的语句endcase9. 迭代语句：for (initialization; condition; increment)// 循环体内的语句以上是Verilog HDL的一些基本语法，可以用于描述和设计数字电路和系统。
Verilog HDL简介
Verilog HDL简介1.Verilog HDL是一种硬件描述语言，可以在算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次上对数字系统建模。
2.Verilog HDL可以描述设计的行为特性、数据流特性、结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制,用这种语言编写的模型能够使用Verilog HDL仿真器进行验证。
3.Verilog HDL从C语言中继承了多种操作符和结构，所以从形式上看Verilog HDL和C语言有很多相似之处。
4.HDL: Hardware Description Language(硬件描述语言）。
5.Verilog HDL, VHDL6.Verilog HDL程序文件的后缀都是“.v”，假如为加法器建模时创建了一个名为adder的文件，那么这个文件就是adder.v。
每个.v文件里可以有一个或几个模块的描述程序。
Verilog 与C语言的比较Verilog HDL语言的特点1.既适合可综合的电路设计，也可胜任电路与系统的仿真。
2.能在多个层次上对所设计的系统加以描述，从开关级，门级寄存器传输级（RTL）到行为级等都可以胜任，同时语言不对设计规模施加任何限制。
3.Verilog HDL的行为描述语句，如条件语句，赋值语句和循环语句等，类似与软件高级语言，便于学习和使用。
4.内置各种基本逻辑门，如and，or，nand等，可方便地进行门级结构描述：内置各种开关级元件，如pmos, nmos, cmos等，可进行开关级的建模。
5.用户定义原语（UDP）创建的灵活性。
用户定义的原语可以是组合逻辑，也可以是时序逻辑：可通过编程语言接口（PLI）机制进一步扩展Verilog HDL语言的描述能力。
6.Verilog HDL程序文件的后缀都是“.v”，假如为加法器建模时创建了一个名为adder的文件，那么这个文件就是adder.v。
每个.v文件里可以有一个或几个模块的描述程序。
Verilog HDL设计举例out <= out+14位计数器的Verilog HDL 编程module counter4 (out, reset, clk);input clk;input reset; // input clk, reset;output [3:0] out;reg [3:0] out; always @(posedge clk)beginif (reset) out<=0;else out <= out+1;endendmodule。
veriloghdl答案
verilog-hdl答案第1章简介1.Verilog HDL是在哪一年首次被IEEE标准化的？Verilog HDL是在1995年首次被IEEE标准化的。
2.Verilog HDL支持哪三种基本描述方式Verilog HDL可采用三种不同方式或混合方式对设计建模。
这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模3.可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序吗？Verilog HDL可以清晰的建立时序模型，故可以使用Verilog HDL描述一个设计的时序。
4.语言中的什么特性能够用于描述参数化设计？在行为级描述中， Verilog HDL不仅能够在RT L级上进行设计描述，而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述，而且能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述，这种特性可用于描述参数化设计。
5.能够使用Verilog HDL编写测试验证程序吗？能，可以编写testbench来对编写的程序进行验证。
6.Verilog HDL是由哪个公司最先开发的？Verilog HDL是由Gateway Design Automation公司最先开发的7.Verilog HDL中的两类主要数据类型是什么？线网数据类型和寄存器数据类型。
线网类型表示构件间的物理连线，而寄存器类型表示抽象的数据存储元件。
8.UDP代表什么？UDP代表用户定义原语9.写出两个开关级基本门的名称。
pmos nmos10.写出两个基本逻辑门的名称。
and or第2章 HDL指南1. 在数据流描述方式中使用什么语句描述一个设计？设计的数据流行为使用连续赋值语句进行描述2. 使用` t i m e s c a l e 编译器指令的目的是什么？举出一个实例。
使用编译指令将时间单位与物理时间相关联。
例如` timescale 1ns /100ps 此语句说明时延时间单位为1ns并且时间精度为100ps (时间精度是指所有的时延必须被限定在0.1ns内)3. 在过程赋值语句中可以定义哪两种时延？请举例详细说明。
verilog hdl 题目
Verilog HDL简介及应用1. 概述Verilog HDL作为一种硬件描述语言，在数字电路设计领域中得到了广泛的应用。
本文将从Verilog HDL的定义、特点、基本语法、应用领域等方面进行介绍，以便读者对Verilog HDL有一个清晰的认识。
2. Verilog HDL的定义Verilog HDL即Verilog Hardware Description Language，是一种硬件描述语言，用于对数字电路进行描述、模拟和验证。
它是一种硬件描述语言，类似于C语言，但是它更关注于硬件层面的描述和设计。
3. Verilog HDL的特点（1）泛型性：Verilog HDL支持泛型编程，能够描述各种类型的数字电路，包括组合逻辑和时序逻辑。
（2）并发性：Verilog HDL支持并发描述，在描述数字电路时可以使用并发结构描述各个逻辑单元的交互关系。
（3）模块化：Verilog HDL支持模块化设计，模块之间可以进行层次化的描述和连接，使得复杂的电路可以被分解成多个独立的模块进行设计和验证。
4. Verilog HDL的基本语法（1）模块声明：使用module关键字声明一个模块，包括输入、输出和内部信号的声明。
（2）数据类型：Verilog HDL支持多种数据类型，包括bit、reg、wire、integer等。
（3）运算符：Verilog HDL支持各种运算符，包括赋值运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符等。
（4）控制结构：Verilog HDL支持if-else、for循环、while循环等控制结构。
（5）并发语句：Verilog HDL使用always关键字和符号来描述并发执行的逻辑。
5. Verilog HDL的应用领域Verilog HDL广泛应用于数字电路的设计、仿真和验证之中，包括但不限于：（1）集成电路(IC)设计：Verilog HDL可用于描述芯片内部的数字电路，进行功能验证和时序分析。
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module cpu (…); ALU i1 (…); Module ALU (…); pc i2 (…); Decoder u1 (…); Module Add32 (…); Add32 u2 (…); addbit a1 (…);Module … Multiply u3 (…); adder a2 (…); and … nor …
module dev5 top.inst1.inst5
端口如何提供模块跨层次的通信
•端口允许模块和它的环境之间通信
•在层次化设计中的顶层模块都有端口
•端口可按次序由位置和名字关联 •应说明端口的方向，端口名和数据类型 input [range_val:range_val] list_of_identifiers; output [range_val:range_val] list_of_identifiers; inout [range_val:range_val] list_of_identifiers; Examples: input signalA, signalB,signalC //1-bit inputs input [15:0] busA //16-bit vector input output [15:0] busB, busC //two 16-bit vectors outputs input [31:0] Y; //32-bit input vector
addbit addbit addbit
1-bit Adder
4最底层元件建模和仿真
自顶向下的设计流程（1 3）
1整个设计的行为化建模和
CPU
功能正确性仿真 2设计分至主要的部分且每个
PC IR RAM
CPU
ALU ACCUM STATE
部分按RTL行为级建模
*仿真每个部分 *对整个设计重仿真
CPU
Verilog HDL的历史
• 1990年初Cadence公司把Verilog HDL和Verilog-XL分 成单独产品，发布了Verilog HDL,与VHDL竞争。 Open Verilog International(OVI)成立，OVI由Verilog HDL的使用者和CAE供应商组成，制定标准。 • 1993年 几乎所有ASIC厂商支持Verilog HDL,认为 Verilog-XL是最好的仿真器。OVI推出2.0版本的 Verilog HDL规范，IEEE接收将OVI的Verilog2.0作为 IEEE标准的提案。 • 1995年12月，定出Verilog HDL的标准IEEE 1364。
Verilog HDL的历史
• • • • 1981年Gateway Automation硬件描述语言公司成立； 1983年该公司发布“Verilog HDL”及其仿真器； 1985年推出改进产品Verilog HDL-XL; 1983-1987年Verilog HDL可以描述硬件和测试激励的行为结 构，Verilog-XL较快，特别在门级，并能处理万门以上的设 计。Verilog-XL仿真器是解释型的，便于设计者交互地调试 硬件描述，便于发现设计中出现的问题。 • 1987年Synonsys公司开始使用Verilog行为语言作为它综合工 具的输入； • 1989年12月 Cadence公司并购了Gateway公司；
Gate Level Models
(function+structure)
o
Switch Level Models
(function+structure)
Detailed module
由关键词module和enmodule 定义Verilog的models
Module name (ports);
port declarations data type declarations
ALU ACCUM STATE PC IR RAM
3按库元件生成每个部分的 结构化模型 *每个主要部分重仿真 *对整个设计重仿真
层次化的标志符
可用层次化的路径名作为在另一个module内的标志符 层次化路径名按照跟在顶部模块标志符之后的模块具体元件 按周期隔开。
module test; add32 i1(sum, co, a, b, ci); $display (“sum=%b”,test.i1.a2.u1.sum); $display (“sum=%b”, i1.a2.u2.sum); Full hierarchical name Relative hierarchical name
Models 构造Verilog设计的基本模块
*由在另一个modules中安装modules建立设计层次 *module的具体元件是用在另一个更高层module中的module
module top module dev1 top.inst1 module dev2 top.inst2 module dev4 top.inst2.inst4 module dev4 top.inst1.inst4 module top module dev1 (top.inst1) module dev4 (top.inst1.inst4) module dev5 (top.inst1.inst5) module dev2 (top.inst2) module dev3 top.inst3 module dev5 top.inst3.inst5 module dev4 (top.inst2.inst4) module dev3 (top.inst3) module dev5 (top.inst3.inst5)
z
net
net
PORT连接不合法的例子
编辑工具将报告在inout PORT上数据类型出错
Example of illegal port connection: module dev (a,b,c); input b input c output a reg c; / 输入端口不允许Reg数据类型/ wire b; wire a; …. endmodule Compiling dev.v vcs -Mupdate dev.v Error:register data not allowed on input port dev.v 6: reg c; Errors:1
Model的层次
在另一个model内，用models的具体元件为设计增加层次 Schematics:CPU
ALU ACCUM PC IR
ALU 32-bit Adder
Decoder Add32 Mult
STATE
RAM
addbit addbit addbit
addbit
Top of hierarchy
Initial和always关键词 引出Verilog的程序块
将models作为另一个models中的零件 建立起一种models的具体元件（instance)
4-bit Adder
r1 r2 ci
b ci a sum co a b ci sum co a b ci sum co a b ci sum co
PORT连接的规则
*input:符号内部总是net,外部可连net和reg数据类型 *output:其内部可为net或reg,而外部必须连各种net数据类型 *inout:它的内外都用net，且只能连各种net数据类型 module top; module dev (a,b,c); inputs outputs net reg or net a y x b net Reg or net inputs c
functionality
timing specification endmodule
结构化、行为的功能和定时描述
An Example Verilog Model 1-bit Adder Example
module name module ports
Module addbit (a, b, ci, sum, co);
a b ci
sum co
input a, b, ci; output sum, co; wire a, b, ci, sum, co; Functionality and endmodule
port declarations
data type declarations
functionality and timing described as either structure or behavior
result carry
Models的具体元件
module addbit (a, b, ci, sum, co); input a, b, ci; output sum, co;
structural or behavioral model
endmodule
models add4 (result, carry, r1, r2, ci); output [3:0] result; output carry; input [3:0] r1, r2; input ci; wire [3:0] r1, r2, result; wire ci, carry, c1, c2, c3; addbit u1 (r1[0], r2[0], ci, result[0], c1); addbit u2 (r1[1], r2[1], ci, result[1], c2); addbit u3 (r1[2], r2[2], c2, result[2], c3); addbit u4 (r1[3], r2[3], c3, result[3], carry); endmodule
Module的抽象层次
Behavioral Models
(function only) if enable is true for (i=0; i<=15; i=i+1)