第6章 Verilog HDL设计进阶
EDA技术及应用—Verilog HDL版第6章
第6章 Verilog HDL设计应用实例
3) 8位布斯乘法器 布斯(booth)乘法算法，是先将被乘数的最低位加设一虚 拟位，开始时虚拟位设为0，并存放于被乘数中。根据最低 位与虚拟位构成的布斯编码的不同，分别执行如下四种运算： (1) 00：不执行运算，乘积缓存器直接右移1位。 (2) 01：将乘积加上被乘数后右移1位。 (3) 10：将乘积减去被乘数后右移1位。 (4) 11：不执行运算，乘积缓存器直接右移1位。
第6章 Verilog HDL设计应用实例
第6章 Verilog HDL设计应用实例
6.1 8位加法器的设计 6.2 8位乘法器的设计 6.3 8位除法器的设计 6.4 可调信号发生器的设计 6.5 PWM信号发生器的设计 6.6 数字频率计的设计 6.7 数字秒表的设计 6.8 交通灯信号控制器的设计 6.9 高速PID控制器的设计 6.10 FIR滤波器的设计 6.11 CORDIC算法的应用设计 6.12 闹钟系统的设计
pc1[k] = pp[k] & pc[k] | pp[k] & ps[k+1] | pc[k] & ps[k+1];//
end ps1[width-1] = pp[width-1];
//将pp乘积指定给ps1
第6章 Verilog HDL设计应用实例
pc1[width-1] = 0; //设定每列的最后一个进位都为0
//a为被乘数，b为乘数 //16位乘积
第6章 Verilog HDL设计应用实例
begin ra = a; rb = b; if (a==0 || b==0)
//当a=0或b=0时，rp=0
rp = 16'b0;
else if (a==1)
第6章 Verilog HDL设计实例与设计进阶
– 使用HDL设计加法器、译码电路、比较器、 – 多路选择器
– 了解逐位进位和并行进位的不同点 – 进行组合电路的仿真
第6章 Verilog HDL设计实例与设计进阶 设计实例与设计进阶
组合逻辑电路：
任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前状态 无关的逻辑电路。
1. 比较器（利用赋值语句设计组合逻辑） //比较器（利用赋值语句设计组合逻辑） module compare(equal,a,b); parameter size=2; output equal; input[size-1:0] a,b; assign equal=(a==b)?1:0; endmodule
第6章 Verilog HDL设计实例与设计进阶 设计实例与设计进阶
3.指令译码电路（用电平敏感的always块来设计组合逻辑）
//指令译码电路（用电平敏感的always块来设计组合逻辑） //操作码的宏定义 `define plus `define minus `define band `define bor `define unegate output[7:0] out; input[2:0] opcode; input[7:0] a,b; reg[7:0] out; 3'd0 3'd1 3'd2 3'd3 3'd4
第6章 Verilog HDL设计实例与设计进阶 设计实例与设计进阶 //Multiplex between Logic & Arithmetic Unit if(Sel[2]) ALU_NoShift = LogicUnit; else ALU_NoShift = ArithUnit; //Shift operations case(Sel[4:3]) 2'b00: Y= ALU_NoShift; 2'b01: Y= ALU_NoShift<<1; 2'b10: Y= ALU_NoShift>>1; 2'b11: Y= 8'b0; default:Y=8'bx; endcase end endmodule
Verilog HDL入门教程
文档编号 资源类别： HDL语言
版本 1.0
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Verilog HDL入门教程
(仅供内部使用)
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中研基础 中研基础
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Verilog HDL 入门教程
日期 2004.8.3
修订记录
2.4.1 历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.4.2 能力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 Verilog HDL 建模概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.1 模块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.1.1 简单事例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
浙大本科VerilogHDL(教学)
常难理解
11
抽象级别和综合与仿真的关系
行为仿真：行为的验证和验证模块分割的合理性 前仿真 ：即 RTL级仿真，检查有关模块逻辑执行步
骤是否正确。 逻辑综合：把RTL级模块转换成门级 。 后仿真：用门级模型做验证，检查门的互连逻辑其功
能是否正确。 布局布线： 在门级模型的基础上加上了布线延时 布局布线后仿真：与真实的电路最接近的验证。
行为级：技术指标和算法的Verilog描述 RTL级：逻辑功能的Verilog描述 门级 ：逻辑结构的Verilog描述 开关级：具体的晶体管物理器件的描述
10
Verilog HDL 的抽象级别
• 行为级：有关行为和技术指标模块，容易理解 • RTL级：有关逻辑执行步骤的模块，较难理解 • 门级 ：有关逻辑部件互相连接的模块，很难
第4页
为什么要用 硬件描述语言来设计？
• 电路的逻辑功能容易理解； • 便于计算机对逻辑进行分析处理； • 把逻辑设计与具体电路的实现分成两个独立
的阶段来操作； • 逻辑设计与实现的工艺无关； • 逻辑设计的资源积累可以重复利用； • 可以由多人共同更好更快地设计非常复杂
的逻辑电路（几十万门以上的逻辑系统）。
module mux2_1 (A, B, select, OUT);
input A, B, select;
//输入、输出列表
output OUT; wire y1,y2,y3; not G1(y1,select); and G2(y2,A,y1);
//变量定义 //结构描述
中间变量
非门实例 与门实例
第2页
二、Verilog HDL语言的主要特征
第六章VerilogHDL高级程序设计举例
wire [3:0] mul_out; //Wire declaration wire [3:0] stored0,stored1,stored2,stored3; wire [3:0] add01, add23;
块，而全加器是由基本的逻辑门构成，这些基本的逻辑门就是所说的
叶子模块。这个设计中运用叶子模块（基本逻辑门）搭建成子模块（
全加器），再用子模块搭建成所需要的电路（串行加法器）。
显然，Bottom-Up的设计方法没有明显的规律可循，主要依靠设计者 的实践经验和熟练的设计技巧，用逐步试探的方法最后设计出一个完 整的数字系统。系统的各项性能指标只有在系统构成后才能分析测试 。此种设计方法常用于原理图的设计中，相比于其它方法此种方法对 于实现各个子模块电路所需的时间较短。
mul_out<=add_tmp_1+add_tmp_2;
end
end
endmodule
Microelectronics School
23.04.2021
Xidian University
11
module mult_addtree_2_stag_tb; reg clk, clr; reg [3:0]mult_a, mult_b; wire [7:0]mult_out; mul_addtree_2_stage U1(.mul_a(mult_a),.mul_b(mult_b),
串行加法器:
A B 0
0
A B C_IN SUM
AB ∑
C_ OUT
C_IN S0
C_IN SUM
第六讲 模块测试
加法器测试模块
`timescale 10ns/1ns
`include “myadder.v” module test; wire [8:0] sumout; reg [7:0] ain, bin; reg clock; initial begin clock = 0; ain = 0; bin=3; end always #5 clock = ~clock;
仿真和综合工具概述
• 常用的仿真工具： • 常用的综合工具： 常用的综合工具： 常用的仿真工具： - Verilog -XL - Synplify - NC -Verilog - Exemplar - ModelSim - Synopsys Express - VeriBest - Synopsys Designer - ViewLogic - . . . . . - . . . . .
Verilog HDL 语法和设计进阶设计进阶 语法和设计进阶-仿真测试
武 斌
综合与仿真的关系
行为仿真： 行为仿真：行为的合理性和算法验证 逻辑功能前仿真：RTL级仿真 逻辑功能前仿真：RTL级仿真 逻辑综合： RTL级模块转换成门级 逻辑综合：把RTL级模块转换成门级 综合后仿真： 综合后仿真：用门级模型做验证 布局布线： 布局布线： 在门级模型基础上加了布线延时 布局布线后仿真： 布局布线后仿真：与真实电路最接近的验证
Verilog模块的种类和用途 Verilog模块的种类和用途
• 行为模块： 行为模块： Verilog HDL虚电路模块，在仿真时其功能与 HDL虚电路模块， 虚电路模块 实体逻辑电路完全一致，用于产生或接受测 产生或接受 实体逻辑电路完全一致，用于产生或接受测 试信号和数据，验证设计电路 设计电路各部分的功能 试信号和数据，验证设计电路各部分的功能 指标分配是否合理，但并没有生成实际电路 指标分配是否合理，但并没有生成实际电路 • Verilog HDL测试模块： 测试模块： 测试模块 HDL描述的模块 描述的模块， 用Verilog HDL描述的模块，可以用来产生 测试信号序列并可以接收被测试模块的信号， 测试信号序列并可以接收被测试模块的信号， 用于验证所设计的模块是否能正常运行往往 不可综合成具体门级电路。 不可综合成具体门级电路。
VerilogHDL入门教程
VerilogHDL入门教程第一部分：Verilog HDL概述（约200字）Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述和建模数字电路和系统。
它是一种被广泛使用的硬件设计语言，特别适合用于逻辑设计和验证。
Verilog HDL提供了一种形式化的方式来表示数字电路和系统的行为和结构，使得工程师可以更轻松地进行硬件设计和验证。
第二部分：Verilog HDL基础（约400字）在Verilog HDL中，最基本的组成单元是模块。
模块是Verilog HDL中的一个独立的、可重用的单元，可以由其他模块实例化和连接。
每个模块由端口（输入和输出）和内部功能（如逻辑代码和信号声明）组成。
module and_gate(input a, input b, output y);assign y = a & b;endmodule这个模块表示一个与门，它有两个输入a和b，一个输出y。
使用assign语句，我们将输出y连接到输入a和b的逻辑与操作。
第三部分：Verilog HDL高级特性（约400字）除了基本的模块和连接之外，Verilog HDL还提供了一些高级特性，用于更复杂的电路建模和验证。
一种特殊的构造是always块。
always块用于描述模块内的行为，基于一个条件或时钟信号的变化。
例如，下面是一个使用always块的模块示例：module counter(input clk, input enable, output reg count);if (enable)count = count + 1;endendmodule这个模块表示一个简单的计数器，在时钟上升沿时根据enable信号增加计数器的值。
Verilog HDL还支持层次化的建模，允许将模块层次化地组织起来，以便更好地管理和复用代码。
层次化建模通过使用模块的层次命名和连接来实现。
例如，我们可以将上面的计数器模块实例化为另一个模块，如下所示：module top_module(input clk, input enable, output reg count);countercounter_inst(.clk(clk), .enable(enable), .count(count));endmodule这个模块实例化了上面定义的计数器模块，并将其内部信号和端口连接到外部接口。
eda技术实用教程-veriloghdl答案
eda技术实用教程-veriloghdl答案【篇一：eda技术与vhdl程序开发基础教程课后答案】eda的英文全称是electronic design automation2.eda系统设计自动化eda阶段三个发展阶段3. eda技术的应用可概括为4.目前比较流行的主流厂家的eda软件有、5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有7.逻辑综合后生成的网表文件为 edif8.布局布线主要完成9.10.常用的第三方eda工具软件有synplify/synplify pro、leonardo spectrum1.8.2选择1.eda技术发展历程的正确描述为（a）a cad-cae-edab eda-cad-caec eda-cae-cadd cae-cad-eda2.altera的第四代eda集成开发环境为（c）a modelsimb mux+plus iic quartus iid ise3.下列eda工具中，支持状态图输入方式的是（b）a quartus iib isec ispdesignexpertd syplify pro4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是（a）a 时序仿真b 功能仿真c 行为仿真d 逻辑仿真5.下列描述eda工程设计流程正确的是（c）a输入-综合-布线-下载-仿真b布线-仿真-下载-输入-综合c输入-综合-布线-仿真-下载d输入-仿真-综合-布线-下载6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是（d）a vhdlb verilogc abeld php1.8.3问答1.结合本章学习的知识，简述什么是eda技术？谈谈自己对eda技术的认识？答：eda（electronic design automation）工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。
2.简要介绍eda技术的发展历程？答：现代eda技术是20世纪90年代初从计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等工程概念发展而来的。
6 Verilog hdl设计的层次与风格
26
基本时序设计例子
D-FF designs（基本D触发器）
module DFF(Q, D, CLK); output Q; input D, CLK; reg Q; always @(posedge CLK) begin Q <= D; end endmodule
27
设计一个基本的D触发器，JK触发器 用行为描述设计一个4选1选择器
10
数据流描述
数据流描述方式主要使用持续赋值语句，多用 于描述组合逻辑电路，其格式为： assign LHS_net=RHS_expression; 右边表达式中的操作数无论何时发生变化，都 会引起表达式值的重新计算, 并将重新计算后 的值赋予左边表达式的net型变量。
Verilog HDL 设计的层次与风格
1
行为描述方式
过程块
连续赋值语句 模块实例语句
模块
结构描述方式
基本原语实例语句
数据流描述方式
2
结构描述
在Verilog程序中可通过如下方式描述电路的结构
◆ 调用Verilog内置门元件（门级结构描述） ◆ 调用开关级元件（晶体管级结构描述） ◆ 用户自定义元件UDP（也在门级）
6
练习
用结构描述设计一个基本的D触发器，JK触发器 用结构描述设计一个4选1选择器
7
行为描述
就是对设计实体的数学模型的描述，其抽象程度 远高于结构描述方式。行为描述类似于高级编程 语言，当描述一个设计实体的行为时，无需知道 具体电路的结构，只需要描述清楚输入与输出信 号的行为，而不需要花费更多的精力关注设计功 能的门级实现。
3
Verilog的 内置门元件
VerilogHDL程序设计教程
Verilog HDL程序设计教程红色:做后有错。
粉红色:有疑问。
紫色:第二次仍有错。
绿色:文字错误第1章EDA技术综述 1.1引言1.摩尔定律1.2EDA的发展阶段1.阶段1.3设计方法与设计技术1.两种设计思路2.IP的含义3. IP核的分类。
4. SOC的含义1.4EDA的实现1.实现方法第2章EDA设计软件与设计流程 2.2EDA的设计流程1(FPGA的设计流程 2(综合的定义与类型。
3(仿真的类型第3章Verilog HDL设计初步(P18) 3.2完整的Verilog HDL设计1. 4位全加器的和4位计数器的程序。
2. 4位全加器的仿真程序(1.时间头文件 2.模块名(没有参数)3.参数规定(端口、延时、时钟)4.调用测试对象 5.设置参数(所有的输入端口都应初始化赋值)6.显示设置)。
3.3Verilog模块基本结构剖析 1.端口定义注意事项。
2.逻辑功能定义的几种方式第4章Verilog HDL语言要素(P32)4.1词法1.verilog中的四种基本逻辑状态4.2数据类型1.连线型(Net Type)的特点2.寄存器型(Register Type):定义、与连线型区别(赋值、保值)3.Parameter的使用格式4.3寄存器和存储器1.寄存器定义格式和标矢性2.存储器:定义、格式、位区选择方法4.3运算符1.等式与全等式的区别2.位拼接运算符第5章Verilog HDL行为语句(P45)5.2 Verilog HDL中的过程语句1.always过程语句格式。
2.initial过程语句格式。
5.3 块语句1.块语句。
2.用begin—end产生周期为10的个单位时间的方波.3.用fork—join产生周期为10的个单位时间的方波5.4赋值语句1.分类。
2.阻塞赋值和非阻塞赋值的区别5.5条件语句1.例5.11(模为60的BCD码加法计数器)2.case语句的三种表达形式5.6循环语句1.Verilog HDL中4种类型循环语句。
Verilog HDL入门教程
VerilogHDL语言基础教材教学课件
1990年代，Verilog HDL成为IEEE标准，并不断发展完善。
新版本
随着数字电路设计的发展，Verilog HDL不断推出新版本，支持更高级的硬件描述和验证功能。
Verilog HDL的历史和发展
01
02
03
04
ASIC设计
在ASIC设计中，Verilog HDL用于描述数字电路的结构和行为。
FPGA设计
在FPGA设计中，Verilog HDL用于描述逻辑块、路由和IO接口等。
仿真验证
Verilog HDL还用于数字电路的仿真验证，通过模拟电路的行为来检测设计中的错误和缺陷。
学术研究
在数字电路和系统设计领域，Verilog HDL广泛应用于学术研究、教学和实验中。
Verilog HDL的应用领域
测试平台编写是指编写用于测试Verilog设计的测试平台代码。测试平台代码可以使用Verilog语言编写，并使用仿真测试平台进行测试和验证。
仿真测试平台
测试平台编写
仿真和测试平台
Verilog HDL设计实例
04
组合逻辑设计
总结词：组合逻辑设计是Verilog HDL中最基础的设计之一，主要用于实现逻辑函数。
02
数字系统设计涉及逻辑门、触发器、寄存器、组合逻辑、时序逻辑等基本数字逻辑单元的设计和组合，Verilog HDL语言能够方便地描述这些结构和行为。
03
数字系统广泛应用于计算机、通信、控制等领域，通过Verilog HDL语言可以实现高效、可靠的数字系统设计。
01
Verilog HDL的未来发展
发展趋势和挑战
THANKS
ASIC设计涉及逻辑设计、电路设计、物理实现等环节，Verilog HDL语言能够描述硬件结构和行为，为ASIC设计提供强大的支持。
第6章 Verilog HDL设计进阶
12
1.initial语句
1. initial块从仿真0时刻开始执行，在整个仿真过程中只执行一 次； 2. initial块内部的语句是顺序执行的； 3.如果一个模块里包含多个initial块，则这些initial块从仿真0时 刻开始并发执行，且每个块的执行是各自独立的 4.作用：一般用于初始化、信号监视、生成仿真波形等目的。 5. initial是一条主要面向模拟仿真的过程语句，通常不被综合 工具所接受。
例6-2中，对Q1的多次赋值是允许的，最终Q1获得表达式
C∧A的值。
4
第6章 Verilog HDL设计进阶
说明：
假设A与B在同一时刻从0变化到1。例6-3与例6-4都讲启动过程。 例6-3中最终Q的值是1
例6-4中，3条语句是同时赋值的，因此Q得到的值是M1与M2在A、 B变动以前的值0。
always
#10 clock=~clock; //产生周期为20的脉冲
initial #1000 $finish;
endmodule
第6章 Verilog HDL设计进阶
6.3
移位寄存器之Verilog HDL设计
1、移位指令分类
普通移位指令： 逻辑左移、逻辑右移
算术左移、算术右移
循环移位：不带进位位的循环
工作过程：当CLK的上升沿到来时，过程被启动，如果 LOAD是高电平，则把DIN端口的8位数据被同步并行置入寄存 器里面。如果LOAD是低电平则执行。
REG8[6:0] <= REG8[7:1] ;
原来的的最低位REG8[0]向QB输出.
29
Verilog设计进阶
//用case语句进行译码
6.5 循环语句
在Verilog中存在四种类型的循环语句，用来控制语句的执行次数。这四 种语句分别为: （1）forever：连续地执行语句；多用在“initial”块中，以生成时钟等周 期性波形。 （2）repeat：连续执行一条语句n次。 （3）while：执行一条语句直到某个条件不满足。 （4）for：有条件的循环语句。
宏替换`define
`define语句用于将一个简单的名字或标志符（或称为宏名）来 代替一个复杂的名字或字符串，其使用格式为： `define 宏名（标志符） 字符串 如：`define sum ina+inb+inc+ind 在上面的语句中，用简单的宏名sum来代替了一个复杂的表 达式ina+inb+inc+ind，采用了这样的定义形式后，在后面的 程序中，就可以直接用sum来代表表达式ina+inb+inc+ind了。
for loop
initial begin for(i=0;i<4;i=i+1) out = out +1; end
repeat loop
initial begin repeat(5) out = out +1; end
while loop
initial begin i=0; while(i<0) i=i+1; end
阻塞赋值与非阻塞赋值
非阻塞赋值仿真波形图
阻塞赋值仿真波形图
阻塞赋值与非阻塞赋值
非阻塞赋值综合结果
阻塞赋值综合结果
6.4 条件语句
（ if-else语句） if-else语句使用方法有以下3种： （1）if（表达式） 语句1； （2）if（表达式） 语句1； else 语句2； （3）if（表达式1） 语句1； else if（表达式2） 语句2； else if（表达式3） 语句3； …… else if（表达式n） 语句n； else 语句n+1;
VerilogHDL教程
VerilogHDL教程verilog hdl教程一、Verilog HDL概述二、Verilog HDL语法1.模块定义和端口声明模块是Verilog HDL的基本单元，用于描述电路的结构和行为。
以下是一个简单的模块定义和端口声明的例子：module adderinput wire [3:0] a,input wire [3:0] b,output wire [3:0] sum//模块内部的逻辑和信号声明//...endmodule2.信号声明和赋值wire [3:0] a;reg [3:0] b;assign a = 4'b0110;b<=a;end3.组合逻辑和时序逻辑组合逻辑通过组合逻辑操作（如AND，OR，XOR等）来描述电路的行为。
时序逻辑通过时钟沿的触发条件来描述电路的行为。
以下是组合逻辑和时序逻辑的例子：//组合逻辑assign c = a & b;assign d = a ^ b;//时序逻辑if (reset) begine<=0;end else begine<=a+b;endend三、Verilog HDL用法1.模块实例化add4 adder_inst.a(a),.b(b),.sum(sum)2.仿真和验证Verilog HDL可以使用仿真工具进行仿真和验证。
常用的仿真工具包括ModelSim，Xilinx ISE和Cadence Incisive等。
仿真工具可以使用Verilog HDL代码来模拟和验证电路的功能和性能。
四、总结Verilog HDL是一种用于描述数字电路的硬件描述语言。
它提供了一种清晰，结构化的方式来描述电路的行为和结构。
通过模块化的设计和调试，Verilog HDL使设计人员能够更好地建模和分析复杂的电路。
它支持多种级别的抽象，如行为级，RTL级和门级，以满足不同层次的设计需求。
通过实例化已定义的模块和使用仿真工具，Verilog HDL可以方便地进行电路的仿真和验证。
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。
《EDA技术与Verilog HDL》PPT第3版 第6章 LPM宏模块用法
6.3 LPM_RAM宏模块用法
6.3.3 测试LPM_RAM
图6-19 图6-18的RAM仿真波形
6.3 LPM_RAM宏模块用法
6.3.4 Verilog代码描述的存储器初始化文件加载表述
6.3 LPM_RAM宏模块用法
6.3.5 存储器设计的结构控制
图6-20 例6-6的RTL电路模块图
6.6.1 建立嵌入式锁相环元件
图6-35 输出第二个时钟信号c1
6.6 LPM嵌入式锁相环调用
6.6.1 建立嵌入式锁相环元件
图6-36 采用了嵌入式锁相环作时钟的正弦信号发生器电路
6.6.2 测试锁相环
6.7 In-System Sources and Probes Editor用法
（1）在顶层设计中嵌入In-System Sources and Probes模块。 （2）设定参数。
图6-37 为In-System Sources and Probes模块设置参数
6.7 In-System Sources and Probes Editor用法
（3）与需要测试的电路系统连接好。
图6-38 在电路中加入In-System Sources and Probes测试模块
6.7 In-System Sources and Probes Editor用法
6.3.2 以原理图方式对LPM_RAM进行调用
图6-13 调用单口LPM RAM
6.3 LPM_RAM宏模块用法
6.3.2 以原理图方式对LPM_RAM进行调用
图6-14 设定RAM参数
6.3 LPM_RAM宏模块用法
6.3.2 以原理图方式对LPM_RAM进行调用
图6-15 设定RAM仅输入时钟控制
第6章VerilogHDL设计进阶
6.3 移位寄存器之Verilog HDL设计
6.3.4 使用循环语句设计乘法器 1. 参数定义关键词parameter
parameter 标识符名1 = 表达式或数值1，标识符名2 = 表达式或数值2，. . . ；
第6章VerilogHDL设计进阶
6.3 移位寄存器之Verilog HDL设计
（5）实验内容4： （6）实验内容5：
第6章VerilogHDL设计进阶
实验与设计
6-3 VGA彩条信号显示控制电路设计
（1）实验目的： （2）实验原理：
第6章VerilogHDL设计进阶
实验与设计
6-3 VGA彩条信号显示控制电路设计
（1）实验目的： （2）实验原理：
第6章VerilogHDL设计进阶
6.5 双向和三态电路设计
6.5.1 三态控制电路设计
第6章VerilogHDL设计进阶
6.5 双向和三态电路设计
6.5.2 双向端口设计
第6章VerilogHDL设计进阶
6.5 双向和三态电路设计
6.5.2 双向端口设计
第6章VerilogHDL设计进阶
6.5 双向和三态电路设计
6.5.2 双向端口设计
第6章VerilogHDL设计进阶
实验与设计
6-1 半整数与奇数分频器设计 （1）实验目的：学习利用Verilog完成实用程序的设计。 （2）实验内容1： （3）实验内容2： （4）实验内容3： （5）实验内容4：
第6章VerilogHDL设计进阶
实验与设计
6-2 数控分频器设计 （1）实验目的： （2）实验内容1： （3）实验内容2： （4）实验内容3：
6.3.4 使用循环语句设计乘法器 2. integer整数型寄存器类型定义
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5
第6章 Verilog HDL设计进阶
6.1.3
进一步了解阻塞和非阻塞式赋值的内在规律
6
第6章 Verilog HDL设计进阶
所有的阻塞与非阻塞赋值语句都必须在一个 延时中完成。
阻塞赋值在 延时前就已经按照顺序方式完成所有的赋值更新。 但是所有的非阻塞赋值这时刚进入并完成赋值的第一阶段，且必须 在 延时后同时完成赋值。 可以换个角度来考虑。当过程一启动，到执行完过程中所有类型的
例6-2中，对Q1的多次赋值是允许的，最终Q1获得表达式
C∧A的值。
4
第6章 Verilog HDL设计进阶
说明：
假设A与B在同一时刻从0变化到1。例6-3与例6-4都讲启动过程。 例6-3中最终Q的值是1
例6-4中，3条语句是同时赋值的，因此Q得到的值是M1与M2在A、 B变动以前的值0。
带进位位的循环
不带进位位的循环：循环左移、循环右移
带进位位的循环：带进位位的循环左移、
带进位位的循环右移
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第6章 Verilog HDL设计进阶
2、普通移位指令特点： 逻辑左移、 算术左移
0 C OPRD
逻辑右移：
0 OPRD C
算术右移：
OPRD C
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第6章 Verilog HDL设计进阶
always
#10 clock=~clock; //产生周期为20的脉冲
initial #1000 $finish;
endmodule
第6章 Verilog HDL设计进阶
6.3
移位寄存器之Verilog HDL设计
1、移位指令分类
普通移位指令： 逻辑左移、逻辑右移
算术左移、算术右移
循环移位：不带进位位的循环
（3）完成赋值，即实现目标变量的更新。
对于阻塞赋值，这三条是并成一步完成的，即一旦执行，目标变量立即更新。 在同一过程结构中，允许对同一变量多次赋值。
类似于软件语言里面的顺序赋值特点。
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第6章 Verilog HDL设计进阶
6.1.2
格式：
过程中的非阻塞式赋值
目标变量名 <= 驱动表达式; 在一个串行块中，一条非阻塞型赋值语句的执行，并不影响块中其它语句 的执行。 非阻塞赋值的步骤： ①首先计算出“驱动表达式”的值。（立即完成的，不耗时的）。 ②进入步骤（2）的赋值阶段：等待其它所有的非阻塞语句。程序要执行到 结尾才开始进入步骤（3）。 ③目标变量的更新。所有语句同时被更新。
(* synthesis, probe_port，keep *) reg [7:0] REG8 ;
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第6章 Verilog HDL设计进阶
6.3.2 移位模式可控的8位移位寄存器设计
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(接下页)
第6章 Verilog HDL设计进阶
(接上页)
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第6章 Verilog HDL设计进阶
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第6章 Verilog HDL设计进阶
"initial"块和"always"块等过程块中。 在同一过程结构中，允许对同一目标变量多次赋值。目标变量最终接 受最接近过程结束的那个驱动源的数据。
阻塞与非阻塞都不允许在作为并行语句的连续赋值语句assign中 3 对同一变量赋值
第6章 Verilog HDL设计进阶
举例：
例6-1中，对Q1的多次赋值是错误的。因为3条assign语句是 并行执行的，Q1的值无法确定。
第6章 Verilog HDL设计进阶
第六章 Verilog HDL 设计进阶
6.1
格式：
过程语句中的赋值语句
过程中的阻塞式赋值
6.1.1
目标变量名 = 驱动表达式; “阻塞”是在当前的赋值语句完成前，阻塞或停止其它语句的执行。
阻塞赋值的步骤：
（1）计算出“驱动表达式”的值。 （2）向“目标变量”进行赋值操作。
6.3.4 使用循环语句设计乘法器
循环语句分类：
for语句
repeat语句 while语句 forever语句
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:
在测试模块中一般用于对时钟的描述，但更多的
是用于对硬件功能模块的行为描述。
功能模块的行为描述是由过程块构成的，但是每
个过程块是由过程语句所引导的，因而每个功能模 块的行为至少存在一个always过程语句。
举例：
module clock_gen(output reg clock); initial clock =1'b0';
一个模块中可以包含多个initial与always 语句，代 表多个过程块的存在，它们之间互相独立，并行运行。
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1.initial语句
1. initial块从仿真0时刻开始执行，在整个仿真过程中只执行一 次； 2. initial块内部的语句是顺序执行的； 3.如果一个模块里包含多个initial块，则这些initial块从仿真0时 刻开始并发执行，且每个块的执行是各自独立的 4.作用：一般用于初始化、信号监视、生成仿真波形等目的。 5. initial是一条主要面向模拟仿真的过程语句，通常不被综合 工具所接受。
移出去的位到哪里去了。此例中是一到移到QB里面去了。
空出来的位谁来补。此例中没有说，也就是保持。
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(* synthesis, probe_port *) reg [7:0] REG8 ; 因为REG8是中间变量不是端口信号，因此没有仿真信号。为 了也能看到REG8的变化过程。在其定义是前面加上 (* synthesis, probe_port *) 因为REG8信号有可能在综合是被优化掉。因此还需要加上keep 来“保持属性：
module stimulusinitial; reg x,y,a,b,m; 举例： initial begin m=1'b0; $display($time,"m=%b",m); end initial begin #5 a=1'b1; $display($time,"a=%b ",a); #25 b=1'b0; $display($time,"b=%b",b); end initial begin #10 x=1'b0; $display($time,"x=%b",x); #25 y=1'b1; $display($time,"y=%b",y); end initial #50 $finish; endmodul
3、不带进位位的循环移位特点：
循环左移：
循环右移：
C
OPRD
OPRD
C
4、带进位位的循环移位特点： 带进位位的循环左移： 带进位位的循环右移：
C
OPRD
OPRD
C
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Verilog中的移位
<< 左移 A<<n >> 右移 A>>n
移位运算时，移出的空位用‘0’来填补 左移是先补后移，右移是先移后补。 Verilog 2001增加了有符号数的左移<<<与右移>>>。 有符号数的右移，空出的位用符号位填补。有符号数的左移与无符号数 的左移规律一样的。 举例: 4’b1001<<2=6’100100 4’b1001>>4 = 4’b0000 4’b1001<<1 = 5’b10010 1<<6 = 32’b1000000 4’b1001>>1= 4’b0100
#0 #5 # 10 # 30 # 35
m=0 a=1 x=0 b=0 y=1
2.always语句
1. always语句为一无限循环语句 过程只有两种工作状态：执行状态、等待状态
2.过程中的顺序语句具有明显的顺序和并行双重性
在一个always中，10条语句与100条语句的执行时间是一样的。 3.过程语句本身是并行语句
不完整的条件语句会产生时序电路
完整的条件语句可能构成组合电路,也可能构成时序电路。
在例4-1中删除最后两条语句，会在输出口含反馈线路
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注意： 如果case语句的条件语句中未能“历数”所有条件时，即时使用了default 语句也有可能在综合后的电路中依然出现锁存器。 因为在default语句中未能将在case语句中出现过的所有赋值语句都在 default语句中指明其操作。 举例： module case_test(x,y,m,p,q,j,A,B,C,D,S1,S0); input x,y,m,p,q,j, S1,S0; output A,B,C,D; reg A,B,C,D; always@(x,y,m,p,q,j,S1,S0) begin case ({S1,S0}) 2’B00:A<= x & y; 2’B01:B<=m; 2’B10:C<=p|q; 2’B11:D<=~j; Default:A=0; endcase end endmodule
同一模块中，不同的过程结构是并行运行的。即两个或者多个always语句
是 并行的。 4.一个过程中只允许描述对应于一个时钟信号的同步时序逻辑 一个过程中只描述针对同一时钟的同步时序逻辑。举例4-19，需要两个 always过程来描述两个时钟信号。 不要在同一过程中混用阻塞与非阻塞赋值。 5. 注意不完整条件语句与时序电路的关系
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第6章 Verilog HDL设计进阶
非阻塞赋值特点
在begin-eng串行块语句中，各条非阻塞过程赋值语句对应的“赋值表 达式”同时开始计算。 在过程块结束时，才将结果赋值给各个“被赋值变量”。 可理解为先同时采样，最后一起赋值。 非阻塞赋值不允许用于连续赋值。