10第三章verilog入门
第 3 章 Verilog HDL 基础知识
第三章
Verilog 基础知识
module D_ff(q，data，enable，reset，clock)； output q； input data，enable，reset，clock； reg q； always @(posedge clock) //时钟上升沿有效 if (reset == 0) q = 1’b0； else if (enable==1) q = data； //隐含： else q = q： endmodule
第三章
Verilog 基础知识
3) 指定位宽的基数格式 这种格式的表示形式为： <size>’<base_format><number> 参数<size>用来指定所表示数的位宽。当位宽小于数 值的实际位数时，相应的高位部分被忽略；当位宽大于数 值的实际位数，且数值的最高位是 0 或 1 时，相应的高位 部分补0；而当位宽大于数值的实际位数，但数值的最高 位是 x 或 z 时，相应的高位部分补 x 或z。二进制的一个 x 或 z 表示 1 位处于 x 或 z，八进制的一个 x 或 z 表示 3 位 二进制位都处于 x 或 z，十六进制的一个 x 或 z 表示 4 位 二进制位都处于 x 或 z。另外，数值中的 z 可以用“ ？” 来代替。
第三章
Verilog 基础知识
第3章
Verilog HDL 基础知识
希望通过本章的介绍，能够对 Verilog HDL 有初步 的了解。 (1)词法：包括间隔符与注释符、数值、字符串与关键字。 (2)数据类型：包括物理数据类型与抽象数据类型。 (3)运算符：包括算术运算符、逻辑运算符、关系运算 符、相等关系运算符、按位运算符、归约运算符、移 位运算符、条件运算符、连接与复制操作及其优先级。 (4)系统任务与系统函数：包括标准输出任务、文件管理 任务、仿真控制任务、时间函数及其他常用函数。 (5)编译指令：宏编译指令、文件包含指令、条件编译指 令、时间定标指令与工作库定义指令。
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。
verilogHDL培训教程华为
verilogHDL培训教程华为近年来，随着人工智能、物联网和5G等新兴技术的快速发展，数字电路设计和FPGA开发方面的需求也越来越迫切。
而Verilog HDL已成为数字电路设计中最受欢迎和广泛使用的硬件描述语言之一。
因此，华为公司推出了一系列的Verilog HDL培训教程，帮助从业人员快速获得这个技能。
华为Verilog HDL培训教程的特点华为Verilog HDL培训教程主要针对初学者和中级学员，旨在让学生掌握Verilog HDL基础和应用。
教程内容科学、系统，结合了中国实际情况，给人耳目一新的感觉。
华为Verilog HDL培训教程遵从"理论与实践相结合"的原则，保证学生能够灵活应用所学知识。
在理论教学方面，华为Verilog HDL培训教程先后介绍和讲解了Verilog HDL的基础概念、语法、数据类型、运算符、模块等。
在实践操作方面，华为Verilog HDL培训教程采用基于FPGA芯片的开发板完成实验，让学生能够真正体验到数字电路设计的工程化过程。
此外，华为Verilog HDL培训教程融合了多元化的教学形式，通过讲解PPT、操作演示视频、实验文档等多种形式进行教学。
教材编制过程中对各章节的课程设计进行了充分的考虑，让学生可以从基础入手，系统性、完整性地掌握Verilog HDL语言。
总之，华为Verilog HDL培训教程尽力使学习过程严谨、声音，减少因知识不足而带来的错误和困惑。
华为Verilog HDL培训教程的课程设置华为Verilog HDL培训教程旨在让学员了解数字电路设计中最常用的硬件描述语言-- Verilog HDL，并在FPGA开发板上完成一些典型实验。
华为Verilog HDL培训教程包含以下章节：第一章：Verilog HDL基础概念在本章中，学生将学习Verilog HDL的起源、产生背景、基本概念、Verilog HDL的体系结构、Verilog HDL模块体系结构等知识。
verilog语法
第三章 Verilog HDL的基本语法前言Verilog HDL是一种用于数字逻辑电路设计的语言。
用Verilog 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。
这也就是说，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。
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以下五种：∙系统级(system):用高级语言结构实现设计模块的外部性能的模型。
∙算法级(algorithm):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。
一个复杂电路系统的完整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。
其中有些模块需要综合成具体电路，而有些模块只是与用户所设计的模块交互的现存电路或激励信号源。
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，并对所作设计的逻辑电路进行严格的验证。
Verilog HDL行为描述语言作为一种结构化和过程性的语言，其语法结构非常适合于算法级和RTL级的模型设计。
这种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、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。
Verilog_HDL教程
习题
1. Verilog HDL 是在哪一年首次被 IEEE 标准化的？ 2. Verilog HDL 支持哪三种基本描述方式？ 3. 可以使用 Verilog HDL 描述一个设计的时序吗？ 4. 语言中的什么特性能够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？ 6. Verilog HDL 是由哪个公司最先开发的？ 7. Verilog HDL 中的两类主要数据类型什么？ 8. UDP 代表什么？ 9. 写出两个开关级基本门的名称。 10. 写出两个基本逻辑门的名称。
2.3 数据流描述方式
用数据流描述方式对一个设计建模的最基本的机制就是使用连续赋值语句。在连续赋 值语句中，某个值指派给线网变量。 连续赋值语句的语法为:
assign [delay] LHS_net = RHS_ expression;
右边表达式使用的操作数无论何时发生变化, 右边表达式都重新计算, 并且在指定的时延后 变化值被赋予左边表达式的线网变量。时延定义了右边表达式操作数变化与赋值给左边表 达式之间的持续时间。如果没有定义时延值, 缺省时延为 0。 下面的例子显示了使用数据流描述方式对 2-4 解码器电路的建模的实例模型。
module HalfAdder (A, B, Sum, Carry); input A, B; output Sum, Carry;
第三章 Verilog HDL的基本语法汇总
512个单元，每个单元为32位
3.3 Verilog HDL的运算符
算术运算符 逻辑运算符 关系运算符 等值运算符 位运算符 缩减运算符 移位运算符 条件运算符 拼接运算符
1.算术运算符
算术运算符包括： + （加法运算符或正值运算符，如x+y，+8） - （减法运算符或负值运算符，如x-y，-90） * （乘法运算符，如x*y） / （除法运算符，如x/y） % （取模运算符，如x % y）
1．间隔符: Verilog 的间隔符主要起分隔文本的作用，可以使 文本错落有致，便于阅读与修改。
间隔符包括空格符（\b）、TAB 键（\t）、换行符（\n）及 换页符。
2．注释符:注释只是为了改善程序的可读性，在编译时不起作用。 多行注释符(用于写多行注释): /* --- */； 单行注释符 :以//开始到行尾结束为注释文字。
3．标识符和关键词
标识符:给对象（如模块名、电路的输入与输出端口、变
量等）取名所用的字符串。以英文字母或下划线开始
如，clk、counter8、_net、bus_A 。
关键词:是Verilog语言本身规定的特殊字符串，用来定义 语言的结构。例如，module、endmodule、input、 output、wire、reg、and等都是关键词。关键词都是小 写，关键词不能作为标识符使用 。出始终根据输入的变化而 更新其值的变量,它一般指的是硬件电路中的各种物理 连接.
例:网络型变量L的值由与门的驱动信号 a和b所决定，即L＝a&b。a、b的值发 生变化，线网L的值会立即跟着变化。
a
&L
Verilog语言详解
第三章 Cadence仿真器
学习内容
逻辑仿真算法 如何启动Verilog-XL和NC Verilog仿真器 如何显示波形
仿真算法
主要有三种仿真算法
基于时间的(SPICE仿真器) 基于事件的(Verilog-XL和NC Verilog仿真器) 基于周期的(cycle)
仿真算法
基于时间的算法用于处理连续的时间及变量
课程内容(三)
• 逻辑综合的介绍
– – – – – 简介 设计对象 静态时序分析 (STA) design analyzer环境 可综合的HDL编码风格
• 可综合的Verilog HDL
– Verilog HDL中的一些窍门 – Designware库 – 综合划分
•
实验 (1)
课程内容(四)
• 设计约束（ Constraint）
Verilog HDL是在1983年由GDA(GateWay Design Automation)公司的Phil Moorby所创。Phi Moorby 后来成为Verilog-XL的主要设计者和Cadence公司的第一个合伙人。
在1984~1985年间，Moorby设计出了第一个Verilog-XL的仿真器。
Verilog还有一定的晶体管级描述能力及算法级描述能力
行为级和RTL级
MUX的行为可以描述为：只要信号a或b或sel发生变化，如果sel为0则选择a输出；否则选择 b输出。
module muxtwo (out, a, b, sel); input a, b, sel; output out; reg out; always @( sel or a or b) if (! sel) out = a; else out = b; endmodule
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语法简易教程
语法--变量赋值
• 在Verilog中，变量是不能随意赋值的，必 须使用赋值运算符才可以进行赋值。其中 assign称为连续赋值，对应于线网类型变量 wire；initial或always称为过程赋值，对应 于寄存器类型变量reg。下面作具体讲解
语法--assign与wire
• 首先列个例子： wire a； assign a=1’b1； • 可以看出，语法格式就是这么简单，如下： assign 线网型变量名=赋值表达式； • 需要理解的是，assign称为连续赋值的意思 是，等号右端赋值表达式的值会持续对被 赋值变量产生连续驱动，而且只要等号右 端赋值表达式的值改变，左端被赋值变量 的值就会立即改变。对应到电路中去，就 是导线。
拼接运算符与重复操作符
• 拼接运算符是将两个或多个信号的某些位 拼接起来成为一个整体数据的运算操作， 其格式为：{s1,s2,…,sn}； 举例如下： z[3:0]={a,b,c,d}; shr[15:0]={shr[14:1],b,c}; • 重复操作符为{{}}，即双重花括号，提供复 制一个常量或变量的简便记法，如： {3{2'b01}}=6'b010101;
语法--条件语句case
当几个分支对应的操作相同时，可以将这些分支放 在一起，如： reg [2:0] cnt; case(cnt) 3'b000,3'b001,3'b010:q=q+1; 3'b011,3'b100:q=q+2; default:q=q; endcase
• 另外，同else一样，default一般不要缺省。
• 触发事件有两种，这是由硬件电路决定的，在数电中已经学过：电平 触发，边沿触发。
Verilog的基本语言要素
–
科学表示法表示方式：
<尾数><e或E><指数>， 表示： 尾数×10指数
6.3 32e- 4 4.1E3
decimal notation scientific notation for 0.0032 scientific notation for 4100
.12 9. .2e-7
系统任务及函数
$<标识符> • $符号指示这是系统任务和函数 • 系统函数有很多：
编译指令(Compiler Directives)
• 宏编译指令 • 条件编译指令 • 文件包含编译指令 • 时间标度编译指令
宏编译指令- `define、 `undef
宏编译指令`define提供了一种简单的文本替换(substitution)的功能 `define <macro_name> <macro_text>
数值前面加‘+’和‘-’表示数的正负
•
指定位宽的基数格式
<size><’base><value> 其中 size ：指定数的二进制位宽的大小。由十进制数表示。缺省为32位。 ’ base：数基，可为2(b)、8(o)、10(d)、16(h)进制。缺省为10进制 ’b ’o ’d ’h ’sb ’so ’sd ’sh
编译指令(Compiler Directives)
• ( `)符号标识一个编译指令 • 编译指令句末不加； • 这些编译指导使仿真编译器进行一些特殊的操作 • 编译指令对所有被编译的文件都有效，一直保持有效 直到被覆盖或解除，或整个编译结束。 • `resetall 复位所有的编译指令为缺省值，应该在其它 编译指令之前使用
verilog语法入门
模块的测试
测试模块常见的形式：
module t; reg …; //被测模块输入/输出变量类型定义 wire…; //被测模块输入/输出变量类型定义 initial begin …; …; …; end … …//产生测试信号 always #delay begin …; end … …//产生测试信号
语法详细讲解
编译引导语句
使用`define 编译引导能提供简单的文本替代功能 `define <宏名> <宏文本> 在编译时会用宏文本来替代源代码中的宏名。 合理地使用`define可以提高程序的可读性
举例说明：
`define on 1’b1 `define off 1’b0 `define and_delay #3 在程序中可以用有含义的文字来表示没有意思的数码提高了程序 的可读性，在程序中可以用 `on， `off， `and_delay 分别表 示 1，0，和 #3 。
语法详细讲解
编译引导语句
编译引导语句用主键盘左上角小写键 “ ` ” 起头 用于指导仿真编译器在编译时采取一些特殊处理 编译引导语句一直保持有效，直到被取消或重写 `resetall 编译引导语句把所有设置的编译引导恢复到 缺省状态 常用的编译引导有： a) `define b) `include c) `timescale d) `uselib e) `resetall ……..
语法详细讲解
特殊符号 “#”
特殊符号 “#” 常用来表示延迟：
在过程赋值语句时表示延迟。 例：initial begin #10 rst=1; #50 rst=0; end 在门级实例引用时表示延迟。 例：not #1 not1(nsel, sel); and #2 and2(a1, a, nsel); 在模块实例引用时表示参数传递 介绍参数类型变量时再讲。。。。
第3章 Verilog中的常量、变量与数据类型
21
3.2 变量
测试代码
module comp2_test; reg clk,ina,inb; wire out1,out2; always begin #10 clk=1; #10 clk=0; end initial begin clk=0;ina=0;inb=0; #100 ina=0;inb=1; #100 ina=1;inb=0; #100 ina=1;inb=1; end comp2 u1(ina,inb,clk,out1,out2);
clk din
shifter[3]
tsetup thold
tsetup thold
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非阻塞赋值： 4位移位寄存器
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阻塞赋值： 4位移位寄存器
`timescale 1ns/100ps module shifter(din,clk,reset,dout); input clk,din,reset; output dout; reg[3:0]shifter; always@(posedge clk,posedge reset)
非阻塞赋值用于时序逻辑电路，阻塞赋值用于组合逻辑电路。
1、非阻塞赋值：使用符号“<=”，
特点：在一个块语句内，采用非阻塞赋值的变量在所有语句都执行 完毕后才被赋予新的数值，此前保持原值。
2、阻塞赋值：使用符号“=”，
特点：在一个块语句内，对变量的赋值是立刻生效的。
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非阻塞赋值： 4位移位寄存器
`timescale 1ns/100ps module shifter(din,clk,reset,dout); input clk,din,reset; output dout; reg[3:0]shifter; always@(posedge clk,posedge reset)
第三讲 verilog的基本语法
包含下述不同种类的线网子类型。 wire, tri 用于连线的最常见的线网类型 wor, trior 线或 wand, triand 线与 trireg 此线网存储数值，用于电容节点的建模 tri1, tri0 用于线逻辑的建模，上拉或下拉驱动 supply0, supply1 supply0用于对“地”建模，supply1对电源建 模
如 a[1]
向量的常数型部分选择
如：a[3:1]
上述类型的任意的拼接运算结果
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连续赋值语句举例
module F A _ D f (A, B, Cin, Sum, Cout ) ; input A, B, Cin; output Sum, Cout ; assign S u m = A ^B ^Cin; assign C o u t = (A & Cin) | (B & Cin) | (A & B) ; endmodule
8
下划线
下划线可以用来分割数的表达式以提高程序的可读 性，但不能用在位宽和进制处，只能用于具体的数字 之间 比如 16’b1010_1011_11111_000 //合法格式 8’b_0011_1011 //非法格式
9
负数
一个数字可以被定义成负数，只要在位宽表达式前 加一个减号 - 8’d5 // 合法格式 8’d-5 //非法格式
BpW和BpR电路图
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寄存器（register）类型变量
寄存器（ 寄存器（register）类型变量 ） register 型变量能保持其值，直到它被赋于新的值。 register 型变量常用于行为建模，产生测试的激励信号。 常用行为语句结构来给寄存器类型的变量赋值。
使用Verilog的基本概念
12’h13x // 這是 ─12-bit 十六進位數; 最小四位元為不確定之值。 6’hx // 這是 ─6-bit 十六進位數 32’bz // 這是 ─32-bit 高阻抗數
負數(Negative numbers) 負數(Negative 即代表該數之將負號放在<size>之前。 -8’d3 // 用 8-bit 二補數表示負三 -6’sd3 // 用在有號整數(Signed Integer)的運算上 4’d-2 // 不正確的表示法 底線(Underscore characters)和問號 和問號(Question 底線(Underscore characters)和問號(Question marks) 底線“_”的功用在於增加可讀性，並無特別的功用與功能。 但是需要注意的是，第一個字元不能使用底線。問號“?”與 “z”是同義的,其目的是增加可讀性。 12’b1111_0000_1010 // 與12’b111100001010同 4’b10?? //與4’b10zz同
規定長度之數字(Sized 規定長度之數字(Sized numbers) 規定長度之數字以<size>’<base format> <number>來表示。 <Size>是以十進未來表示數字的位數(Bits)，<base format>是 用以定義此數字為十進位來表示數字的位數(Bits)，<base for mat>是用以定義此數為十進位(‘d或’D)、十六進位(‘h或’H)、 二進位(‘b或’B)、八進位(‘o或’O),數字亦可用大寫表示。 4’b1111 // 這是一個 4-bit 12’habc // 這是一個 12-bit 16’d255 // 這是一個 16-bit 二進位 十六進位數 十進位數
verilog语法基础
verilog语法基础Verilog语法基础Verilog是一种硬件描述语言(HDL)，用于描述数字电路和系统。
它是一种基于事件的语言，能够描述电路的结构和行为。
本文将介绍Verilog语法的基础知识，包括模块、端口、信号、赋值和运算等。
一、模块(Module)在Verilog中，模块是描述电路的基本单元。
一个模块可以包含多个端口和信号，并定义了电路的功能和结构。
模块的定义使用关键字module，后跟模块的名称和端口列表。
二、端口(Port)Verilog中的端口是模块与外部环境进行通信的接口。
端口可以是输入端口、输出端口或双向端口。
输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出信号至外部，而双向端口则可同时进行输入和输出。
端口的定义使用关键字input、output或inout，后跟端口的类型和名称。
三、信号(Signal)Verilog中的信号用于在模块内部传递和存储数据。
信号可以是寄存器类型或线网类型。
寄存器类型信号用于存储数据，线网类型信号用于传递数据。
信号的定义使用关键字reg或wire，后跟信号的宽度和名称。
四、赋值(Assignment)在Verilog中，使用赋值语句将值分配给信号或变量。
赋值语句可以是阻塞式赋值或非阻塞式赋值。
阻塞式赋值使用等号(=)将右侧的值赋给左侧的信号，而非阻塞式赋值使用双等号(<=)进行赋值。
赋值语句的左侧可以是信号或变量，右侧可以是常数、信号、变量或表达式。
五、运算(Operator)Verilog中支持多种运算，包括算术运算、逻辑运算、位运算和比较运算等。
算术运算包括加法、减法、乘法和除法等；逻辑运算包括与、或、非和异或等；位运算包括位与、位或、位非和位异或等；比较运算包括等于、不等于、大于、小于等。
运算符可以用于常数、信号、变量或表达式之间的运算。
六、条件语句(Conditional Statement)Verilog中的条件语句用于根据条件选择执行不同的操作。
verilog入门基础教程
5．常量及其表示 ． 整数型 十进制数的形式的表示方法:表示有符号常量 十进制数的形式的表示方法:表示有符号常量 例如：30、－ 、－2 例如：30、－2 带基数的形式的表示方法: 表示常量 带基数的形式的表示方法: 表示常量 格式为： ><位宽 <基数符号><数值> 位宽> ><数值 格式为：<＋/－><位宽>’<基数符号><数值> 例如： 例如：3’b101、5’o37、8’he3，8’b1001_0011 、 、 ， 0.1、2.0、 十进制记数法 如： 0.1、2.0、5.67 科学记数法 如: 23_5.1e2、5E－4 、 －
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.常用 常用VHDL与Verilog两种语言的比较 与 两种语言的比较 常用
能力（ 能力（capability） ） VHDL 结构建模 抽象能力强 系统级－算法级－ 系统级－算法级－RTL级－逻辑级－门级 级 逻辑级－ Verilog 结构建模 具体物理建模能力强 算法级－ 算法级－RTL级－逻辑级－门级－版图级 级 逻辑级－门级－
2.3.1 Verilog语言的基本语法规则 语言的基本语法规则
为对数字电路进行描述, 语言规定了一套完整的语法结构。 为对数字电路进行描述,Verilog语言规定了一套完整的语法结构。 语言规定了一套完整的语法结构 的间隔符主要起分隔文本的作用， 1．间隔符: Verilog 的间隔符主要起分隔文本的作用，可以 间隔符 使文本错落有致，便于阅读与修改。 使文本错落有致，便于阅读与修改。 间隔符包括空格符（ ）、 ）、换行符 换行符（ 间隔符包括空格符（\b）、TAB 键（\t）、换行符（\n）及 换页符。 换页符。 2．注释符:注释只是为了改善程序的可读性，在编译时不起作用。 注释符:注释只是为了改善程序的可读性，在编译时不起作用。 多行注释符(用于写多行注释): */； 多行注释符(用于写多行注释): /* --- */； //开始到行尾结束为注释文字 开始到行尾结束为注释文字。 单行注释符 :以//开始到行尾结束为注释文字。
Verilog语法简易教程
Verilog语法简易教程Verilog是硬件描述语言（HDL）之一，主要用于硬件设计和仿真。
它于1984年由一家名为Gateway Design Automation的公司开发，并于1985年推出。
Verilog以其简单易学的语法和强大的功能而闻名于世。
本简易教程将向您介绍Verilog的基本语法和常用结构。
它包括模块化设计，数据类型，运算符，条件语句，循环语句和时序建模等内容。
首先，让我们先来了解Verilog中的模块化设计。
在Verilog中，设计是通过定义和连接模块来完成的。
每个模块由输入输出端口和内部逻辑组成。
以下是一个简单的Verilog模块的例子：```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```上述代码定义了一个名为adder的模块，它具有两个输入端口A和B，以及一个输出端口sum。
内部逻辑通过assign语句实现，将输入端口A和B相加，并将结果赋值给输出端口sum。
接下来，让我们了解Verilog中的数据类型和运算符。
Verilog支持多种数据类型，包括位向量（bit vector）、整数（integer）、浮点数（real）等。
其中，位向量是最常用的数据类型。
以下是两个位向量相加的例子：```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```在这个例子中，输入端口A和B都是4位的位向量，输出端口sum也是4位的位向量。
通过使用+运算符，我们可以对这两个位向量进行相加操作，并将结果赋值给输出端口sum。
除了基本的数据类型和运算符，Verilog还提供了丰富的条件和循环语句。
条件语句允许您在程序中根据一些条件执行不同的操作。
以下是一个简单的条件语句的例子：```beginif (A == B)equal = 1;elseequal = 0;endendmodule```在这个例子中，我们使用了always块来定义一个连续的行为。
10第三章verilog入门
算术运算符
关系运算符 （双目运算符）
位运算符 （双目运算符）
~ & | ^ ^~ 或 ~^ ! && || {,} {{}}
按位取反 按位与 按位或 按位异或 按位同或 逻辑非 逻辑与 逻辑或 将多个操作数 拼接成为一个 操作数
缩位运算符（ 单目运算符）
逻辑运算符 （双目运算符）
移位运算符（ 双目运算符） 条件运算符（ 三目运算符）
条件语句
根据条件表达式的真假， 确定下一步进行的运算。
（1） if (condition_expr) true_statement;
（2） if (condition_expr)true_statement; else fale_ statement;
（3） if (condition_expr1) true_statement1; else if (condition_expr2) true_statement2; else if (condition_expr3) true_statement3; …… else default_statement;
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
1. 什么是硬件描述语言
HDL：Hardware Description Language
逻辑电路图 表示 逻辑表达式 复杂数字逻辑系统 易于存储和修改 编写说明文档 不同设计人员交流 被计算机识别 类似于高级 程序设计语 言的文本形 式来描述数 字系统硬件 的结构和行 为的语言。 逻辑仿真 逻辑综合
3. Verilog的基本语法规则
运算符
类型 符号 + * / 功能说明 二进制加 二进制减 2的补码 二进制乘 二进制除 类型 符号 > < >= <= == != & ~& | ~| ^ ^~ 或 ~^ >> << ?: 功能说明 大于 小于 大于或等于 小于或等于 相等 不相等 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 根据条件表达 式是否成立，选择 表达式
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算术运算符
关系运算符 （双目运算符）
位运算符 （双目运算符）
~ & | ^ ^~ 或 ~^ ! && || {,} {{}}
按位取反 按位与 按位或 按位异或 按位同或 逻辑非 逻辑与 逻辑或 将多个操作数 拼接成为一个 操作数
缩位运算符（ 单目运算符）
逻辑运算符 （双目运算符）
移位运算符（ 双目运算符） 条件运算符（ 三目运算符）
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
1. 什么是硬件描述语言
HDL：Hardware Description Language
逻辑电路图 表示 逻辑表达式 复杂数字逻辑系统 易于存储和修改 编写说明文档 不同设计人员交流 被计算机识别 类似于高级 程序设计语 言的文本形 式来描述数 字系统硬件 的结构和行 为的语言。 逻辑仿真 逻辑综合
位拼接运算符
3. Verilog的基本语法规则
位运算符与缩位运算的比较
A：4’b1010 、 B：4’b1111，
位运算
~A = 0101 ~B = 0000
A&B= 1010
A|B= 1111
A^B= 0101
A~^B= 1010
缩位运算
&A=1&0 &1&0=0
~&A=1 &B=1
|A=1 ~|B=0
Y
——门级描述方式
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
1. 什么是硬件描述语言
符合IEEE标准
早期 ABEL VHDL Advanced Bolean Equation Language 格式严谨 Verilog HDL 易学易用
2. Verilog程序的基本结构
模块定义
module 模块名(端口名1, 端口名2, … ); 说明部分 逻辑功能描述部分 endmodule
2. Verilog程序的基本结构
模块说明部分
端口模式说明 input／output／inout 参数定义（可选） 数据类型定义 线网／寄存器
module mux2to1(D0, D1, S, Y ); input D0, D1, S; output Y; wire Snot, A, B ; //电路功能描述 not U1(Snot, S); and U2(A, D0, Snot); and U3(B, D1, S); or U4(Y, A, B); endmodule
Verilog HDL内置的12个基本门元件
三态门
元件符号 and or xor buf 功能说明 多输入端的与门 多输入端的或门 多输入端的异或门 多输出端的缓冲器 控制信号高电平有效的三态缓冲 器 控制信号低电平有效的三态缓冲 器
基本门级元件模型
元件符号 nand nor xnor not
多输出门
例如: 23_5.1e2、5E－4
符号常量的定义格式：
parameter 参数名1＝常量表达式1，参数名2＝常量表达式2，……； 例如：parameter BIT=1, BYTE=8, PI=3.14;
3. Verilog的基本语法规则
变量的数据类型
线网类型 硬件电路中元件之间实际连线的抽 象。变量的值由驱动元件的值决定。 用关键词wire定义
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
D0 Snot U1 S D U2 B U4 A Y
例
用行为描述方式建立模型
Y D0 S D1 S
U3 module mux2to1_bh(D0, D1, S, Y ); input D0, D1, S; 数据类型 output Y; 说明 reg Y ; //逻辑功能描述 always @(S or D0 or D1) if (S == 1) Y = D1; //也可以写成 if (S) Y = D1; else Y = D0; //注意表达式左边的Y必须是reg型 endmodule
逻辑值集合
4种基本逻辑值： 0；1；x（X）；z（Z）
3. Verilog的基本语法规则
常量及其表示
整数型 常量 实数型 十进制表示
例如：30、－2
带基数的形式 <＋/－><位宽>’<基数符号><数值>
例如：3’b101、8’he3，8’b1001_0011
十进制记数法 例如： 0.1、2.0、5.67 科学记数法
条件语句
根据条件表达式的真假， 确定下一步进行的运算。
（1） if (condition_expr) true_statement;
（2） if (condition_expr)true_statement; else fale_ statement;
（3） if (condition_expr1) true_statement1; else if (condition_expr2) true_statement2; else if (condition_expr3) true_statement3; …… else default_statement;
3. Verilog的基本语法规则
运算符
类型 符号 + * / 功能说明 二进制加 二进制减 2的补码 二进制乘 二进制除 类型 符号 > < >= <= == != & ~& | ~| ^ ^~ 或 ~^ >> << ?: 功能说明 大于 小于 大于或等于 小于或等于 相等 不相等 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 根据条件表达 式是否成立，选择 表达式
module mux2to1(D0, D1, S, Y ); input D0, D1, S; output Y; wire Snot, A, B ; //电路功能描述 not U1(Snot, S); and U2(A, D0, Snot); and U3(B, D1, S); or U4(Y, A, B); endmodule
功能说明 多输入端的与非门 多输入端的或非门
多输入门
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
bufif1
bufif0
notif1
notif0
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
D0 Snot U1 S D U3 U2 B U4 A Y
二、用Verilog HDL描述组合逻辑电路
1.组合逻辑电路的行为级建模 2.分模块分层次的电路设计
【例1】 基于if语句的数据选择器的行为级描述。
D [3:0] module mux4to1_bh(D, S, Y); input [3:0] D; //输入端口，默认wire型 S [1:0] input [1:0] S; //输入端口，默认wire型 output reg Y; //输出端口及变量数据类型 S S always @(D, S) //电路功能描述 0 D if (S == 2’b00) Y = D[0]; 1 D else if (S== 2’b01) Y = D[1]; else if (S== 2’b10) Y = D[2]; 0 D else Y = D[3]; 1 D endmole
例
用数据流描述方式建立模型
Y D0 S D1 S
module mux2to1_dataflow(D0, D1, S, Y ); input D0, D1, S; 端口类型说明 数据类型 output Y; 说明 wire Y ; 电路结构描述 //下面是逻辑功能描述 assign Y = (~S & D0) | (S & D1); //表达式左边Y必须是wire型 endmodule 注意，在assign语句中，左边变量的数据类型必须是wire型。
3. Verilog的基本语法规则
间隔符和注释符
改善程序可读性
多行注释符: /* --- */ 单行注释符 ://
module mux2to1(D0, D1, S, Y ); input D0, D1, S; output Y; wire Snot, A, B ; //电路功能描述 not U1(Snot, S); and U2(A, D0, Snot); and U3(B, D1, S); or U4(Y, A, B); endmodule
一、硬件描述语言 Verilog HDL 基础
1. 什么是硬件描述语言
module mux2to1(D0, D1, S, Y ); //模块名及端口 input D0, D1, S; //输入端口声明 output Y; //输出端口声明 D0 A Snot wire Snot, A, B ; //内部节点 U2 //电路功能描述 U1 not U1(Snot, S); //门级元件 U4 S B and U2(A, D0, Snot); D U3 and U3(B, D1, S); or U4(Y, A, B); Y D0 S D1 S endmodule
^A=0 ^B=0
~^A=1 ~^B=1
3. Verilog的基本语法规则
运算符的优先级
类型 取反 算术 移位 符号 ! ~ -(求2的补码) 优先级别 最高优先级
* / + >> <<