第三章 Verilog HDL语言要素
数字设计中的Verilog HDL语言基础
数字设计中的Verilog HDL语言基础Verilog HDL语言是数字设计中非常重要的一门编程语言，它被广泛应用于集成电路设计和硬件描述语言。
在数字设计中，Verilog HDL语言被用来描述硬件的行为和结构，使得工程师能够通过编写代码来设计和实现各种数字电路。
Verilog HDL语言具有如下几个基础要素：1. 模块(Module)：Verilog HDL语言中的最基本构建单元就是模块，一个模块可以包含端口、输入、输出、内部信号和行为描述等部分。
模块用来描述数字电路中的一个功能模块或组件，它是实现数字电路的基础。
2. 信号(Signal)：信号是Verilog HDL语言中用来传递信息的基本元素，它可以是输入信号、输出信号或者中间信号。
信号可以是数字类型、整数类型、浮点数类型等，通过信号的传输和逻辑操作来描述整个数字电路的行为。
3. 端口(Port)：端口是模块与外部环境进行通信的接口，它可以是输入端口、输出端口或者双向端口。
端口定义了模块和其他模块或顶层模块之间的信号传输规则，是数字电路的输入输出通道。
4. 运算符(Operator)：Verilog HDL语言中包含了各种运算符，用来对信号进行逻辑运算、算术运算和比较运算等操作。
常见的运算符包括与(&)、或(|)、非(!)、加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、取余(%)等，通过运算符的使用能够实现数字电路中的各种功能。
5. 时钟(Clock)：时钟信号在数字设计中起到非常重要的作用，它用来同步数字电路中的各个组件，确保它们按照时序进行正确的操作。
时钟信号通常是周期性的信号，在数字电路中广泛用于触发、同步和控制各个模块的工作。
通过学习Verilog HDL语言的基础知识，可以帮助我们更好地理解数字设计中的原理和技术，进而能够设计和实现各种复杂的数字电路。
掌握Verilog HDL语言的基础概念和语法规则，是每一位数字设计工程师必备的技能之一。
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
chVerilogHDL语法与要素
3
数据类型与表达式
• Verilog HDL提供了丰富的数据类型，本章把Verilog HDL的数据分为常量和变量两类，并分别介绍其特点和使 用方法。 • 表达式是操作符、操作数和标点符号序列，其目的是用来 说明一个计算过程。程序中的大部分语句是由表达式构成 的，因此表达式是Verilog HDL的重要部分。
12
(3) 字符串型常量
• 字符串常量是由一对双引号括起来的字符序列。出现在双 引号内的任何字符（包括空格和下划线）都将被作为字符 串的一部分。如下例： • "INTERNAL ERROR“ • " R E A C H E D－ > H E R E " 所以是字符串的组成部分 • "12345_6789_0" 以是字符串的组成部分 //空格出现在双引号内，
6.1 Verilog HDL语言要素（注 释 语 句 ）
• Verilog HDL的注释语句有两种形式： • （1）单行注释。用符号“//”表示注释的开始，从这个符号开 始到本行的结束都被认为是注释，而且它只能注释到本行结束。
1
注释语句
• （2）多行注释。以起始符“/*”开始，到终止符“*/”结束， 可以跨越多行，在一对起始符与终止符之间的所有内容都被认 为是注释。
10
(2) 实数型常量
• 在Verilog HDL中，实数就是浮点数，实数的定义方式有 两种：
• （1）十进制格式，由数字和小数点组成（必须有小数 点），例如： • 2.0 • 5.678 • 11572.12 • 0.1 • 2. // 非法：小数点右侧必须有数字
11
• 2）指数格式，由数字和字符e（E）组成，e（E）的前面 必须要有数字而且后面必须为整数， • • • • 例如： 23_5.1e2 //其值为23510.0，忽略下划线 3.6E2 //其值为360.0 ( e与E相同) 5E－4 //其值为0.0005
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。
verilog_hdl教程_硬件描述语言_课件_PPT
3
3.1 引言
二、Verilog HDL的发展历史
▪ 1983年，由GDA（GateWay Design Automation）公 司的Phil Moorby首创；
▪ 1989年，Cadence公司收购了GDA公司； ▪ 1990年， Cadence公司公开发表Verilog HDL； ▪ 1995 年 ， IEEE 制 定 并 公 开 发 表 Verilog HDL1364-
3.13 设计技巧
1
3.1 引言
内容概要
一、什么是Verilog HDL 二、Verilog HDL的发展历史 三、不同层次的Verilog HDL抽象 四、Verilog HDL的特点
2
3.1 引言
一、什么是Verilog HDL
▪ Verilog HDL是一种用于数字逻辑电路设计的硬件描述 语言（Hradware Description Language )，可以用来进 行数字电路的仿真验证、时序分析、逻辑综合。 ➢ 用Verilog HDL描述的电路设计就是该电路的 Verilog HDL模型。 ➢ Verilog HDL 既是一种行为描述语言也是一种结构描述 语言。
begin //过程赋值语句 //if语句 // case语句 // while,repeat,for循环语句 // task,function调用
end
17
3.2 Verilog HDL基本结构
// （3）元件例化 < module_name > < instance_name > (<port_list>);
always @(posedge clk) // 每当时钟上升沿到来时执行一遍块内语句
Verilog HDL基础知识
tri tri0 tri1 triand trior trireg unsigned vectored wait wand weak0 weak1 while wire wor xnor xor
第3章 Verilog HDL基础知识
3.2 数 据 类 型
Verilog HDL支持两种形式的注释符：/*……*/与//。其中， /*……*/为多行注释符，用于对多行语句注释；//为单行注释符， 只对注释符所在的行有效。下面是一个使用注释符对1位加法器 进行说明的例子。
第3章 Verilog HDL基础知识
【例3-2】注释符的例子。
/* 该例利用一位加法器来说明单行注释符与多行注释符的
第3章 Verilog HDL基础知识
1. 字符串变量的声明 Verilog HDL中采用寄存器变量来存储字符串，寄存器变量的 位数要大于字符串的最大长度。需要注意的是，Verilog HDL中并 不需要特殊位来存储终止符。 【例3-6】字符串变量的声明。
reg [8*12：1] stringvar； initial
'<base_format><number> 符号“'”为基数格式表示的固有字符，该字符不能省略，否 则为非法表示形式；参数<base_format>用于说明数值采用的进制 格式；参数<number>为相应进制格式下的一串数字。这种格式未 指定位宽，其缺省值至少为32位。
第3章 Verilog HDL基础知识
第3章 Verilog HDL基础知识
module addbit (a，b，ci，sum，co)；
input
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
第三讲verilogHDL语法入门
Verilog语法说明
有符号整数表示方法 负数取补码 如：-7’d30 8’sb1000_0001=-8’b0111_1111
位数’基数表示的数默认为无符号数， 符号说明s，表示认为有符号数，最高位为符号位； 10进描述，默认有符号数,；
• 实数和字符串
实数综合时被短截，常用于仿真,可用十进制 表示或用科学浮点数表示， 如：32e-4 （表示0.0032） 4.1E3( 表示 4100） • 字符串用引号“….”每个字符采用8bitASCII
Verilog 基本语法-条件、循环语句
1 if---else---2 if ---else if----…… else---3 case(signals)
cond1:--cond2:--…… default:--endcase
1
casex，casez 可综合
forever begin -----end 2 repeat (n) -----3 while (condition) -----4 for(---,---,---) begin -----end
1.组合逻辑块 module au(a, b, s，d); input [7:0]a,b; output [8:0] s，d; wire[7:0] a,b;//可省略 wire[8:0] sum; ;//可省略 assign s=a+b; assign d=a-b endmodule
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。
第3章 Verilog HDL的基本语法
3.1.1 VerilogHDL设计风格 1.VerilogHDL功能描述方式
VerilogHDL可综合硬件逻辑电路的功能描述通常有三种 方式:结构描述方式、数据流描述方式和行为描述方式。
(1)结构描述方式也称为门级描述方式,是通过调用 VerilogHDL语言预定义的基础元件(也称为原语,即 Primitive), 比如逻辑门元件,并定义各元件间的连接关系来构建电路。 这种方式构建的电路模型综合和执行效率高,但描述效率低, 难于设计复杂数字系统。
第3章 Verilog HDL的基本语法
2.端口说明 端口说明用于说明端口列表中每个端口的位宽和输入/ 输出方向。输入/输出方向可用input、output或inout进行说明。 input输入端口说明格式为input[msb1:lsb1]端口名11,端口名 12,…;、 input[msb2:lsb2]端口名21,端口名22,…; output输出端口说明格式为 output[msb1:lsb1]端口名11,端口名12,…; output[msb2:lsb2]端口名21,端口名22,…; inout双向端口说明格式为 inout[msb1:lsb1]端口名11,端口名12,…; inout[msb2:lsb2]端口名21,端口名22,…;
第3章 Verilog HDL的基本语法
5.并行执行 作为电路建模语言,在学习 VerilogHDL时必须注意的是, 模块中的实例化语句、连续赋值语句与过程块之间是并行执 行的。这是 VerilogHDL与一般高级语言最为不同的地方。 若 Verilog模块用到了多个实例引用语句,或者多个 assign语句,或者多个always块,或者将这些语句混合使用,那 么它们的书写顺序是任意的,因为它们对仿真程序和综合程 序的执行来说是并行的。也就是说,当它们被综合器综合成 实际电路时,会形成不同的电路块,当输入信号变化时,这些电 路块在满足延时的条件下同时动作,是并行执行的。 但是,需要明确的是,always块内部的高级抽象描述语句 是按顺序执行的。因为“if…else…”这样的语句若不按顺序 执行,其功能就没有任何意义。
SOC第三章 Verilog HDL的基本语法
3.5.5 `resetall 该编译器指令将所有的编译指令重新 设置为缺省值。 `resetall 例如，该指令使得缺省连线类型为线网类 型。
• 3.5.6 `timescale 在Verilog HDL 模型中，所有时延都用单位时间表述。 使用 • `timescale编译器指令将时间单位与实际时间相关联。 • 该指令用于定义时延的单位和时延精度。`timescale编 译器指令格式为：`timescale time_unit / time_precision time_unit 和time_precision 由值1、10、和100以及 单位s、ms、us、ns、 • ps和fs组成。例如：`timescale 1ns/100ps 表示时延单位为1ns, 时延精度为100ps。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现, 并且影响后面所有的 时延值。例如: `timescale 1ns/ 100ps module AndFunc (Z, A, B); output Z; input A, B; and # (5.22, 6.17 ) Al (Z, A, B);//规定了上升及下降时延值。 endmodule
• 3.5.1 `define 和`undef `define指令用于文本替换，它很像C语言中 的#define 指令，如: `define MAX_BUS_SIZE 32 ... reg [ `MAX_BUS_SIZE - 1:0 ] AddReg; 一旦`define 指令被编译，其在整个编译过程中都 有效。例如，通过另一个文件中的`define指令， MAX_BUS_SIZE 能被多个文件使用。 `undef 指令取消前面定义的宏。例如: `define WORD 16 //建立一个文本宏替代。 ... wire [ `WORD : 1] Bus; ... `undef WORD // 在`undef编译指令后, WORD的宏定义不再有 效.
Verilog HDL3语言要素
注意存储器属于寄存器数组类型。线网数据类型没有相应的存 储器类型。 单个寄存器说明既能够用于说明寄存器类型，也可以用于说明 存储器类型。
（1）任何值和“1”进行“或”操作，结果都是1； （2）任何值和“0”进行“与”操作，结果都是0； （3）除了（1）和（2）的情况外，只要有x或者z参与逻辑运算，结 果都是x。
Verilog HDL中有三类常量： 1) 整型 2) 实数型
3) 字符串型
3.6.1 整型数
整型数可以按如下两种方式书写： 1) 简单的十进制数格式 2) 基数格式 1. 简单的十进制格式 这种形式的整数定义为带有一个可选的“＋”（一元）或“－”
us、ns、ps和fs组成。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现, 并
且影响后面所有的时延值。例如:
时延分别是5.2ns，6.2ns
在编译过程中， `timescale指
令影响这一编译器指令后面所有模 块中的时延值，直至遇到另一个
时延5.2ns,6.2ns
`timescale指令或`resetall指令。
2. wor和trior线网 线或指如果某个驱动源为1，那么线网的值也为1。线或和三态线 或(trior)在语法和功能上是一致的。
3. wand和triand线网 线与(wand)网指如果某个驱动源为0，那么线网的值为0。线与和 三态线与(triand)网在语法和功能上是一致的。
4. trireg线网 此线网存储数值（类似于寄存器），并且用于电容节点的建模。 当三态寄存器(trireg)的所有驱动源都处于高阻态，也就是说，值为z 时，三态寄存器线网保存作用在线网上的最后一个值。此外，三态寄
3.5.4 `include
`include编译器指令用于嵌入内嵌文件的内容。文件既可以用相对
-Verilog-HDL的基本语法
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。
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
第3章 Verilog HDL语言基础
Verilog HDL语言基础--本章概述
Verilog的门级描述语句; Verilog编译指示语句; Verilog系统任务和函数; Verilog用户定义任务和函数和Verilog语言模块描 述方式。 本章内容对于初步掌握Verilog语言规则非常重 要。
--Verilog语言概述
Verilog HDL（以下简称Verilog）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。
--Verilog语言概述
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 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程序结构
--逻辑功能定义
逻辑功能定义是Verilog程序结构中最重要的部分， 逻辑功能定义用于实现模块中的具体的功能。 主要的方法有： 1．assign连续赋值语句 赋值语句是最简单的逻辑功能描述，用assign赋值语 句定义： 【例3.4】赋值语句用于逻辑功能定义的例子。 assign F=~((A&B)|(~(C&D)));
Verilog HDL硬件描述语言功能
4．提供显式语言结构指定设计中的端口到端口的时 延及路径时延和设计的时序检查。
5．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。
Verilog程序结构
Verilog语言要素
Verilog语言要素Verilog是用于描述和设计数字电路的硬件描述语言（HDL）。
它是一种通用的硬件描述语言，广泛应用于数字电路设计、验证、仿真和综合等领域。
Verilog包含了一系列的语法和语义规则，用于描述硬件行为和结构。
下面是Verilog语言最重要的要素。
1. 模块（Module）：Verilog语言使用模块来组织和描述硬件组件。
一个模块代表了一个硬件组件或一个功能单元。
模块包含输入端口、输出端口以及内部逻辑。
模块由关键字"module"开始，用关键字"endmodule"结束。
2. 端口（Port）：模块的输入和输出被定义为端口。
端口包括输入端口和输出端口。
输入端口用于将信号从外部引入模块，输出端口用于将信号从模块输出给外部。
端口可以被声明为信号向量，表示多个相关信号。
3. 信号（Signal）：信号用于在模块内部表示数据或状态。
信号可以是标量（单个位）或向量（多个位），可以是有符号的或无符号的。
信号可以表示任意类型的数据，比如数字、布尔值或枚举类型等。
4. 寄存器（Register）：寄存器是一种存储元件，用于存储和保持数据。
寄存器可以在时钟的上升沿或下降沿进行数据更新。
在Verilog中，可以使用关键字"reg"来声明寄存器类型。
6. 逻辑运算符（Logical Operators）：Verilog提供了一系列逻辑运算符，用于对信号进行逻辑运算和位操作。
常见的逻辑运算符包括与（&&）、或（，）、非（!）和异或（^）等。
7. 控制结构（Control Structures）：Verilog支持常见的控制结构，如if-else、for循环和while循环等。
这些控制结构允许根据特定条件执行不同的操作或循环执行一系列操作。
8. 合成指令（Synthesis Directives）：Verilog提供了一些特殊的指令，用于指导合成工具对Verilog代码进行优化和综合。
3-Verilog_HDL详细语法
编译引导语句
`timescale 用于说明程序中的时间单位和仿真精度 举例说明： `timescale 1ns/100ps `timescale 语句必须放在模块边界前面 举例说明： `timescale 1ns/100ps
module MUX2_1(out,a,b,sel); …… not #1 not1(nsel, sel); and #2 and1(a1, a, nsel); …… endmodule
但与 C 语言有根本的区别： 并行性 块的含义： initial 块 和 always块 两种赋值语句： 阻塞 赋值 “=”
非阻塞赋值
“ <= ”
系统任务和函数
$<标识符> ‘$’ 符号表示 Verilog 的系统任务和函数 常用的系统任务和函数有下面几种： 1) $time //找到当前的仿真时间 2) $display, $monitor //显示和监视信号值的变化 3) $stop //暂停仿真 4) $finish //结束仿真
模块的测试(续)
被测模块
激励和控 制信号
输出响应 和验证
模块的测试(续)
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 testedmd m(.in1(ina), .in2(inb), .out1(outa), .out2(outb) ); //被测模块的实例引用 initial begin ….; ….; …. endmodule end //记录输出和响应
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。
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1.空白符和注释 空白符和注释
空白符 代码中， 在Verilog HDL代码中，空白符包括空格、tab、换行 代码中 空白符包括空格、 、 和换页。空白符使代码错落有致，阅读起来方便。 和换页。空白符使代码错落有致，阅读起来方便。在综合 空白符被忽略。 时，空白符被忽略。 Verilog程序可以不分行，也可以加入空白符采用多行 程序可以不分行， 程序可以不分行 编写。例如： 编写。例如： initial begin ina =3’b001; inb= 3’b011; end 这段程序等同于下面的书写格式： 这段程序等同于下面的书写格式：
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3.2 数据类型
在硬件描述语言当中，数据类型是用来表示 数字电路中的物理连线，数据存储和传送等物理 量。 Verilog语言中的数据类型很多，最基本的的主 要有两类：一类称为连线型，另一类称为寄存器 型。在这两类中，最常用的是：wire型、reg型、 integer型和parameter型4种数据类型。本节着重 介绍wire型、reg型和parameter型数据类型的使用。
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2. 数字与字符串
Verilog HDL有下面 种基本逻辑状态 有下面4种基本逻辑状态 有下面 种基本逻辑状态: 0:低电平、逻辑0或逻辑非； 1:高电平、逻辑1或“真”； x或X:不确定或未知的逻辑状态； z或Z:高阻态。 注意，这四种值的解释都内置于语言中。如一个为 的值 注意，这四种值的解释都内置于语言中。如一个为z的值 总是意味着高阻抗，一个为0 的值通常是指逻辑0； 总是意味着高阻抗，一个为 的值通常是指逻辑 ；在门 的输入或一个表达式中为“ 的值通常解释成 的值通常解释成“ 。 的输入或一个表达式中为“z”的值通常解释成“x ”。此 值和z值都是不分大小写的 外x值和 值都是不分大小写的，也就是说，值0x1z与值 值和 值都是不分大小写的，也就是说， 与值 0X1Z相同。 相同。 相同
例
Count COUNT R56_68 FIVE$ 30count Out*
//与Count不同 与 不同
//非法 标识符不允许以数字开头 非法:标识符不允许以数字开头 非法 //非法，标识符中不允许包含字符 非法， 非法 标识符中不允许包含字符*
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4.关键字 关键字 Verilog语言内部已经使用的词称为关键字或 语言内部已经使用的词称为关键字或 保留字，这些关键字用户不能随便使用。 保留字，这些关键字用户不能随便使用。
Verilog HDL定义的 定义的 一些常用的 关键词
需要注意的是， 所有关键字都是小写的， 例如， 需要注意的是 ， 所有关键字都是小写的 ， 例如 ， ALWAYS(标识符 不是关键字 ， 它与 标识符)不是关键字 关键字)是 标识符 不是关键字，它与always(关键字 是 关键字 不同的。 不同的。
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实数
实型数可以用下列两种形式定义： 实型数可以用下列两种形式定义： ①十进制计数法 2.0 5.678 11572.12 0.1 2. //非法：小数点两侧必须有 位数字 非法： 非法 小数点两侧必须有1位数字 ②科学计数法 23_5.1e2 其值为23510.0； 忽略下划线 其值为 ； 3.6E2 其值为360.0 (e与E相同 相同) 其值为 与 相同 5E－4 其值为0.0005 － 其值为
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3.1 词 法
词法概念： 程序是由各种符号流构成的， 词法概念： Verilog HDL程序是由各种符号流构成的，这 程序是由各种符号流构成的 些符号包括空白符、操作符、数字、字符串、注释、 些符号包括空白符、操作符、数字、字符串、注释、标识 符和关键字等，我们将其称为词法。 符和关键字等，我们将其称为词法。
always edge endspecify if module and else endtable initial negedge assign end endtas k inout nor begin endcas e event input not case endmodul e for integer or default endfuncti on forever fork join output disable endprimiti ve function large
芜湖职业技术学院 Initial begin //加入空格、换行等，使代码错落有致，提高可读性 加入空格、 加入空格 换行等，使代码错落有致， ina =3’b001; inb= 3’b011; end
注释 中有两种形式的注释。 在Verilog HDL中有两种形式的注释。 中有两种形式的注释 a)单行注释：以“//”开始到本行结束，不允许续行 单行注释： 开始到本行结束， 单行注释 开始到本行结束 b)多行注释：多行注释以“/*”开始，到“*/”结束 多行注释： 开始， 多行注释 多行注释以“ 开始 结束
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第3章 Verilog HDL语言要素 章 语言要素
词法 数据类型 寄存器和存储器 运算符
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
本章概述
本章介绍Verilog语言的基本要素，包括数字、字符 串、标识符、运算符、数据类型和保留字等，这些语言 要素既有与软件编程语言(如C语言)相同和相似之处，也 有Verilog HDL作为一种硬件描述语言所特有的地方。比 如：Verilog语言的运算符与C语言的很相像，而数据类 型(wire、reg等)则是Verilog HDL所特有的。必须深入理 解硬件描述语言与软件编程语言的本质区别。
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整数
基数表示形式整数的例子： 基数表示形式整数的例子： 5'O37 5位八进制数（二进制 位八进制数（ 位八进制数 二进制11111） ） 4'D2 4位十进制数（二进制 位十进制数（ 位十进制数 二进制0011） ） 4'B1x_01 4位二进制数 位二进制数 7'Hx 7位x(扩展的 ，即xxxxxxx 扩展的x)， 位 扩展的 4'hZ 4位z(扩展的 ，即zzzz 扩展的z)， 位 扩展的 4'd-4 非法： 非法：数值不能为负 8‘h 2A 在位长和字符之间，以及基数和数值 在位长和字符之间， 之间允许出现空格 3' b001 非法： 和基数 和基数b之间不允许出现空格 非法：`和基数 之间不允许出现空格 (2+3)'b10 非法：位长不能够为表达式 非法：
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2. 寄存器型
寄存器型变量对应的是具有状态保持作用的电路元件， 如触发器、寄存器等。register型变量与net型变量的根本 区 别 在 于 ： register 型 变 量 需 要 被 明 确 地 赋 值 ， 并 且 register型变量在被重新赋值前一直保持原值。在设计中必 须将寄存器型变量放在过程语句(initial、always)中，通过 过程赋值语句赋值。注：在initial、always等过程块内，被 赋值的每一个信号都必须定义成寄存器型。 Verilog HDL 有4种寄存器型变量，见表：
若只使用其中的某几位，可直接选中这几位，但应 注意宽度一致： wire[7:0] out;
wire[2:0] in; assign out[4:2]=in //out的第2到4位于in相等
等效于：assign out[4]=in[2]; assign out[3]=in[1]; assign out[2]=in[0];
宽度为多位的reg类型变量的定义格式如下： reg[n-1:0] 数据名1，数据名2，……,数据名n; reg[7:0] qout // qout的宽度为8位
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3. parameter
在Verilog HDL中，用paramter来定义符号常量，即用 parameter来定义一个标志符代表一个常量。其定义 格式为： parameter sel=8, code=8’ha3; 分别定义参数sel代表常量8(10进制)，参数code 代表常量a3(16进制); 还可以定义为： parameter datawidth=8, addrwidth=datawidth*2; 定义参数datawidth代表常数8，参数addrwidth代 表16(8*2);
类型 reg integer real time 功能说明 常用的寄存器型变量 32位带符号整型变量 位带符号整型变量 64位带符号实型变量 位带符号实型变量 无符号时间变量 √ √ 可综合性说明
芜湖职业技术学院 integer、real和time三种寄存器型变量都是纯数学的抽 象描述，不对应任何具体的硬件电路。reg型变量是最常用 的一种寄存器型变量。 reg型 型 宽度为1位的reg类型变量的定义格式如下： reg 数据名1，数据名2，……,数据名n; 例如：reg a,b; //定义了两个reg型变量a和b
芜湖职业技术学院 1.线网类型 线网类型 线网类型数据相当于硬件电路中的各种物理连接，如器 件的管脚、内部器件如与门的输出等。其特点是输出的 值紧跟输入值的变化而变化。 对连线型有两种驱动方式， 一种方式是在结构描述中将其连接到一个逻辑门或模块 的输出端；另一种方式是用持续赋值语句assign对其进 行赋值。 Verilog HDL提供了多种连线型变量。见表：
芜湖职业技术学院 wire型 型 wire是最常用的连线型变量，重要介绍下。wire型数据常 用来表示以assign语句赋值的组合逻辑信号。Verilog HDL模块 中的输入/输出信号类型缺省时自动定义为wire型。Wire型信号 可以用作任何表达式的输入，也可以用作“assign”语句和实例 元件的输出。对于综合器而言，其取值可为0，1，X，Z。 宽度为1位的wire类型变量的定义格式如下： Wire 数据名1，数据名2，……,数据名n; 例如：wire a,b; //定义了两个wire型变量a和b