[工学]西安电子科技大学verilog教程1-2
VerilogHDL与FPGA设计基础_授课教案0709
西安邮电大学课程教案课程名称:VerilogHDL与FPGA设计基础授课教师:**授课教师所在学院:电子工程学院授课班级:电路1201~02授课学期:2014-2015-01学期一、基本信息二、课程大纲《VerilogHDL与FPGA设计基础》课程教学大纲The fundamental of FPGA Design with Verilog HDL课程编号:DZ140340适用专业:集成电路设计与系统集成先修课程:数字电路,电路分析学分数:4总学时数:64 实验(上机)学时:24考核方式:考试执笔者:李哲编写日期:2014年7月7日一、课程性质和任务本课程是集成电路设计与系统集成专业的一门院定选修专业基础课程。
学生通过本课程学习之后应当熟悉Verilog HDL语言的基本语法和语义、自顶向下的设计方法学、能用Verilog HDL语言在不同的抽象层次上描述数字电路、掌握用Verilog HDL实现数字电路仿真的方法;同时能够应用Verilog HDL语言进行基于FPGA的电路设计。
一方面可以使学生掌握一种适合产品样机和小批量生产的理想手段,另一方面也为进一步学习专用集成电路芯片设计打下了良好基础。
通过本课程的学习可以使学生掌握1)自顶向下的全正向设计思想;2)可编程逻辑器件的基本知识和相关软件的使用方法;3)FPGA电路设计的方法和技巧。
基本具备中小规模可编程逻辑器件的设计开发能力。
二、课程教学内容和要求本课程系统的介绍用VerilogHDL设计和验证数字硬件电路,重点讨论综合VerilogHDL子集在设计数字电路中的应用,讨论FPGA现场可编程阵列器件的结构、特点和相应的集成环境的使用以及目前工业界最常用的仿真工具Modelsim 的使用。
重点讲授基于FPGA的数字电路设计流程中的基本概念、所采用的步骤和应该遵循的原则,包括模块划分原则、可综合VerilogHDL编码风格、验证程序的编写方法和静态时序分析等。
FPGA-Verilog试题(西安电子科技大学)
西安电子科技大学考试时间分钟试题题号一二三四五六七八九十总分分数1.考试形式:闭(开)卷;2.本试卷共四大题,满分100分。
班级学号姓名任课教师一、选择题(每题2分,共18分)1. 下面哪个是可以用verilog语言进行描述,而不能用VHDL语言进行描述的级别?( A )(A) 开关级 (B)门电路级 (C) 体系结构级 (D) 寄存器传输级2.在verilog中,下列语句哪个不是分支语句?( D )(A) if-else (B) case (C) casez (D) repeat3.下列哪些Verilog的基本门级元件是多输出( D )(A) nand (B) nor (C) and (D) not4.Verilog连线类型的驱动强度说明被省略时,则默认的输出驱动强度为( B )(A) supply (B) strong (C) pull (D) weak5.元件实例语句“notif1 #(1:3:4,2:3:4,1:2:4) U1(out,in,ctrl);”中截至延迟的典型值为( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 46.已知“a =1b’1; b=3b'001;”那么{a,b}=( C )(A) 4b'0011 (B) 3b'001 (C) 4b'1001 (D) 3b'101第 2 页共 8 页7.根据调用子模块的不同抽象级别,模块的结构描述可以分为(ABC )(A) 模块级 (B)门级 (C) 开关级 (D) 寄存器级8.在verilog语言中,a=4b'1011,那么 &a=(D )(A) 4b'1011 (B) 4b'1111 (C) 1b'1 (D) 1b'09.在verilog语言中整型数据与( C )位寄存器数据在实际意义上是相同的。
(A) 8 (B) 16 (C) 32 (D) 64二、简答题(2题,共16分)1.Verilog HDL语言进行电路设计方法有哪几种(8分)1、自上而下的设计方法(Top-Down)2、自下而上的设计方法(Bottom-Up)3、综合设计的方法2.specparam语句和parameter语句在参数说明方面不同之处是什么(8分)。
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。
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;
Verilog教程
系统任务和系统函数在第 10章中详细讲解。
3.5 编译指令
以`(反引号)开始的某些标识符是编译器指令。在 Verilog 语言编译时,特定的编译器指 令在整个编译过程中有效(编译过程可跨越多个文件),直到遇到其它的不同编译程序指令。 完整的标准编译器指令如下 :
18 Verilog HDL 硬件描述语言
下载
3.5.7 `unconnected_drive和`nounconnected_drive
在模块实例化中,出现在这两个编译器指令间的任何未连接的输入端口或者为正偏电路 状态或者为反偏电路状态。
`unconnected_drive pull1 ... /*在这两个程序指令间的所有未连接的输入端口为正偏电路状态(连接到高电平) */ `nounconnected_drive
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 :
示十进制),h或H(表示十六进制)之一; value是基于 base的值的数字序列。值 x和z以及十
3.5.3 `default_nettype
该指令用于为隐式线网指定线网类型。也就是将那些没有被说明的连线定义线网类型。
`default_nettype wand
quartus II建立工程 verilog
参考资料:FPGA设计技巧与案例开发详解(第2版)
《FPGA设计技巧与案例开发详解(第2版)》是2015年12月电子工业出版社出版的图书,作者是 韩彬、于潇宇、张雷鸣。
内ห้องสมุดไป่ตู้介绍
FPGA初学者学习quartus II建立工程,使用verilog HDL。本例使用win7系统下安装的quartus II 13.0版本演示。
参考资料:实例讲解基于Quartus II的FPGA/CPLD数字系统设计快速入门
《实例讲解基于Quartus II的FPGA/CPLD数字系统设计快速入门》是2017年电子工业出版社出版 的图书,作者是赵艳华,温利,佟春明。
参考资料:基于Quartus II的FPGA/CPLD设计
《基于QuartusII的FPGA/CPLD设计》是2006年电子工业出版社出版的图书,作者是李洪伟。
参考资料:基于Verilog的FPGA设计基础
《基于Verilog的FPGA设计基础》是2006年西安电子科技大学出版社出版的图书,作者是杜慧敏、 李宥谋、赵全良。
参考资料:基于Verilog HDL的数字系统设计快速入门
《基于Verilog HDL的数字系统设计快速入门》是2016年电子工业出版社出版的图书,作者是高 敬鹏、武超群。
方法/步骤
进入工程,新建verilog文件,点击 “File”-->“New”-->"Verilog HDL File"-->"OK"
方法/步骤
在新建verilog HDL中输入设计文件 (硬件描述功能情况),完毕后,点 击保存(或ctrl+s),文件名为 “test.v”保存到自己需要的路径里, 选择“保存(S)”默认路径即可;
VerilogHDL语言(PDF)
Verilog 讲义(二)1)续Verilog 基础2)Verilog 形为描述3.4 运算符九类运算符分类包含运算符算术运算符+ - * / %位运算符~ & | ^ ^~or~^缩位运算符& ~& | ~| ^ ^~or~^逻辑运算符! && ||关系运算符> < <= >=相等与全等运算符== != === !==逻辑移位运算符 <<>> 连接运算符 {}: 条件运算符 ?根据操作数的不同,又可分为三类:1)单目运算符只有一个操作数,且运算符位于操作数的左边如:~clk &a ~& 缩位运算符wire [7:0] aparity=^a (奇校验)2)双目运算符a+b a%b {a,b,c}3)三目运算符out=(sel)?a:b;运算符的优先级参:P443.4.1 算术运算符1)减法亦可用作单目运算符,取补运算2)除法运算符:整型类数据小数部分被截去: integer a=7/2=33)% 取余运算 7%2=13.4.2 位运算符1)~a 按位取反2)a&b 按位相与若a,b 位数不同,短的高位补0,(x者补x)3)^ ^~ 双目3.4.3 缩位运算符单目运算符,按位进行逻辑运算,结果产生一位的逻辑值。
A=4’b1001&a ~&a |a ~|a ^a ~^a0 1 1 0 1 0 3.4.3 逻辑运算符a&&b结果为一位的逻辑值若操作数为多位,只要有一位为1,整个操作数看作逻辑1;若有不定态,结果亦为不定态。
3.4.5关系运算符结果为一位的逻辑值。
3.4.6 相等与全等运算符结果为一位逻辑值相等:比较每一位,所有相等,关系满足,若有不定态或高阻态,不定态结果。
全等:与相等比较过程相同,亦将不定态及高阻态作为逻辑状态比较。
3.4.7 逻辑移位运算符<< >> 以0补位。
verilog数字系统设计教程
verilog数字系统设计教程Verilog数字系统设计教程作者:XXX引言:数字系统设计是现代电子工程中非常重要的一部分。
Verilog作为一种硬件描述语言,提供了一种方便且专业的方法来设计和描述数字系统。
本教程旨在为初学者提供关于Verilog数字系统设计的详细介绍和指导。
1. Verilog简介Verilog作为一种硬件描述语言,用于描述数字系统的功能、结构和时序行为。
它类似于C语言,但更专注于硬件级别。
Verilog可以用于设计各种数字系统,例如处理器、嵌入式系统、通信设备等。
2. Verilog基本语法2.1 模块定义Verilog的基本单位是模块。
模块是数字系统的基本组成部分,可以看作是一个独立的功能单元。
模块可以包含输入、输出、内部信号以及其它子模块等。
2.2 信号声明在Verilog中,可以声明各种类型的信号,包括输入信号、输出信号和内部信号等。
信号声明定义了信号的类型、宽度和方向。
3. Verilog建模3.1 组合逻辑建模组合逻辑是数字系统中最基本的部分。
Verilog提供了各种组合逻辑建模的方法,包括逻辑运算、选择结构和多路复用器等。
3.2 时序逻辑建模时序逻辑是数字系统中需要考虑时序关系的部分。
Verilog提供了时序逻辑建模的方法,包括触发器、计数器和时序控制等。
4. Verilog仿真4.1 仿真器介绍仿真器是用于验证数字系统设计的工具。
Verilog可以与各种仿真器配合使用,用于验证设计的正确性和性能。
4.2 仿真流程仿真流程包括编写测试平台和测试用例、编译和仿真等步骤。
本节将介绍基本的仿真流程和相关技巧。
5. Verilog综合5.1 综合概述综合是将Verilog代码转换为逻辑门级描述的过程。
综合器通过将Verilog代码映射到实际的硬件库中,生成能够实现指定功能的逻辑电路。
5.2 综合流程综合流程包括综合前的优化和综合本身两个阶段。
本节将介绍综合的基本流程和主要考虑因素。
Verilog HDL入门教程
共41页资源类别: HDL 语言内部公开1.0密级版本文档编号文档中心Verilog HDL 入门教程(仅供内部使用)yyyy/mm/dd日期:批准:日期:中研基础批准:2004.8.3日期:中研基础拟制:版权所有 不得复制修订记录初稿完成1.002004.8.3作者描述修订版本日期绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第2页,共41页版权所有,侵权必究目 录285 结构建模..............................................................274.8 case 语句. (25)4.7 条件语句 (25)4.6.6 连接运算符 (25)4.6.5 条件运算符 (24)4.6.4 按位逻辑运算符 (23)4.6.3 逻辑运算符 (22)4.6.2 关系运算符 (21)4.6.1 算术运算符 (21)4.6 运算符和表达式 (20)4.5.2 寄存器类型 (20)4.5.1 线网类型 (20)4.5 数据类型 (18)4.4.2 常量 (18)4.4.1 值集合 (18)4.4 数字值集合 (18)4.3 格式 (17)4.2 注释 (17)4.1.3 书写规范建议 (17)4.1.2 关键词 (17)4.1.1 定义 (17)4.1 标识符 (17)4 Verilog HDL 基本语法....................................................163.3.4 混合设计描述.. (15)3.3.3 行为描述方式 (14)3.3.2 数据流描述方式 (12)3.3.1 结构化描述方式 (12)3.3 三种建模方式 (11)3.2 时延 (11)3.1.3 模块语法 (10)3.1.2 模块的结构 (9)3.1.1 简单事例 (9)3.1 模块 (9)3 Verilog HDL 建模概述.....................................................72.4.2 能力. (7)2.4.1 历史 (7)2.4 Verilog HDL 简介 (6)2.3 设计方法学 (6)2.2 硬件描述语言 (5)2.1 数字电路设计方法 (5)2 HDL 设计方法学简介......................................................51 前言...................................................................绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第3页,共41页版权所有,侵权必究4010 附录A Verilog 保留字...................................................399 习题..................................................................398 其他方面..............................................................377.4 行为建模具体实例...................................................367.3 过程赋值语句......................................................357.2 顺序语句块........................................................357.1 简介.............................................................357 行为建模..............................................................346.3 数据流建模具体实例.................................................346.2 阻塞赋值语句......................................................346.1 连续赋值语句......................................................346 数据流建模............................................................315.4 结构化建模具体实例.................................................295.3 实例化语句........................................................285.2 模块端口..........................................................285.1 模块定义结构......................................................绝密请输入文档编号Verilog HDL 入门教程2004-08-16第4页,共41页版权所有,侵权必究Verilog HDL 入门教程关键词:摘 要:本文主要介绍了Verilog HDL 语言的一些基本知识,目的是使初学者能够迅速掌握HDL设计方法,初步了解并掌握Verilog HDL 语言的基本要素,能够读懂简单的设计代码并能够进行一些简单设计的Verilog HDL 建模。
第四章 Verilog基本语法(一)PPT教学课件
2020/12/11
玉溪师范学院
参数
➢ 参数是一个常量。用parameter定义一个标识符来代表 一个常量。参数经常用于定义时延和变量的宽度。
格式: parameter param1 = const_expr1,
param2 = const_expr2,
…,
paramN = const_exprN;
assign #XOR_DELAY S=A^B;
assign #AND_DELAY C=A&B;
endmodule
19
TOP HA
2020/12/11
玉溪师范学院
参数值的模块引用
module TOP3(NewA,NewB,NewS,NewC); input NewA, NewB; output NewS,NewC; HA #(5,2) Ha1 (NewA, NewB, NewS, NewC);ut
selb
26
2020/12/11
玉溪师范学院
reg型
寄存器是数据存储单元的抽象 reg型数据常用来表示always块内的指定信号,常代表触
发器 reg型数据用initial或者always块中指定信号 reg型数据的缺省值是x。可以被赋正值或者负值。当它作
为一个表达式中的操作数时候,作为无符号数。 reg数据类型定义格式为
2.0 ; -0.1等
科学记数法,例如:
235.1e2 等于23510.0
234_12e2
等于2341200.0
实数小数通过四舍五入被隐式地转换为最相近的整数。例如:
42.446, 42.45 转换为整数42
92.5, 92.699 转换为整数93
-5.62 转换为整数-6
Verilog入门
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
• 数字表示:整数,实数 整数:+/- <位宽> ‘<基数符号> <数值>
<位宽>:指定整数的大小,以bit为单位。
<基数符号>:指定整数的基数,可以是b(binary)二进
制;o(octal)八进制;d(decimal)十进制;h(hex-
adecimal)十六进制。
第五章 Verilog 语言
Verilog 语法与实例
• Verilog的四种逻辑状态: 0:逻辑零、逻辑非、低电平 1:逻辑1、逻辑真、高电平 x或X:不定态 z或Z:高阻态
第五章 Verilog 语言
Verilog简明教程
附录A Verilog 参考资料本附录叙述了书中所用到的Verilog 语法。
其目的在于为读者查阅参考资料提供方便,因此只提供了一些简明的描述,并附带一些例子。
附录A 中绝大多数的例子是符合原始的Verilog 1995标准的,同时也介绍了一些Verilog 2001标准[8]中最重要的语法。
建议读者先学习2.10节中的Verilog 入门。
本附录不是想编写成Verilog 语法大全。
尽管我们讨论了Verilog 语言中对逻辑电路综合有用的几乎所有的语法,但是并未叙述对电路仿真有用的许多语法。
虽然本附录中省略的语法,在本书中并没有一个例子需要用到,但我们仍建议想进一步学习Verilog 的读者,参阅本附录指定的参考资料[1~7]。
如何编写Verilog 代码新手编写Verilog 代码时往往采用类似编写计算机程序的方式,即在程序中包含许多变量和循环。
计算机辅助设计工具综合这样的代码,究竟能生成什么样的逻辑电路是很难确定的。
综合工具的任务是分析一段Verilog 代码,根据语法确定究竟用什么电路来实现这段代码。
考虑如下的代码:按照语句的顺序,考虑每条语句的含义,我们就能理解语义,仿真工具也是这样理解程序段的。
这段代码使得f 根据s 的值,被赋予w 0或者w 1。
综合工具通常会用多路器电路来实现这段代码。
一般来说,综合工具必须能根据代码识别出该代码段对应某种电路结构,例如上面的多路器。
从实际观点出发,只有当用户编写的程序符合大家共同使用的风格时,综合工具才能做到这一点。
因此,刚开始学习使用Verilog 设计的用户应该采用经验丰富的设计者建议的编码风格。
本书共包含有140多个Verilog 代码的范例,各自与不同类型的逻辑电路相对应。
在所有这些范例中,它们的代码非常容易地对应于描述的逻辑电路。
建议读者在编写程序时采用相同的编码风格。
好的方法是:“编写Verilog 代码时,就知道代码代表的是什么样的逻辑电路。
《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲
《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲课程中文名称: 数字系统设计与Verilog HDL 课程英文名称: Digital system design with Verilog HDL课程代码: 学时/实践或实验/学分:40/8/2.5课程类别: 课程性质: 选修课适用专业:执笔人: 审定人:审批人:一、教学目标教学目标是使学生了解掌握EDA技术的基础知识、可编程逻辑器件的基本结构、硬件描述语言的语法、编程方法以及相关开发软件的使用方法。
重点掌握:PLD器件的结构和开发流程、开发软件的使用方法、Verilog HDL语言的基本语法和利用Verilog HDL语言建模、仿真和综合的设计复杂数字逻辑电路与系统设计的方法和技术。
目标1:了解EDA技术的发展概况,掌握EDA技术的基本概念及相关的基础知识,掌握数字系统设计的设计方法和流程。
了解可编程逻辑器件的分类,掌握可编程逻辑器件的基本结构掌握,掌握CPLD及FPGA器件的基本结构掌握。
目标2:掌握Verilog HDL的语言要素、各种语句以及设计方法等基础知识;掌握Verilog HDL 模块和测试模块的基本结构,能够利用Verilog HDL语言对数字电路进行建模。
目标3:掌握Verilog HDL的三种描述方式;掌握层次设计的方法以及一些设计技巧;并掌握利用有限状态机对数字电路进行建模的方式。
目标4:掌握开发软件及仿真软件的使用流程及方法,能够对设计文件进行仿真验证。
二、课程教学目标与毕业要求关系矩阵注:用☆☆☆、☆☆、☆分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。
三、教学内容和学时分配(32学时)《数字系统设计与Verilog HDL》在理论教学方面侧重于PLD基本原理、Verilog HDL语法要素和行为语句、Verilog HDL阻塞与非阻塞赋值、Verilog HDL有限状态机设计和数字电路设计。
实验教学方面侧重于利用现代 EDA设计流程、软件仿真应用、仿真测试程序设计、层次设计。
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。
verilog教程
verilog教程Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于设计和描述数字电路。
它是一种事件驱动的语言,可以用来描述时序逻辑和组合逻辑。
Verilog可以用于设计和验证各种数字电路,从简单的门电路到复杂的处理器和系统。
Verilog的语法和结构与C语言相似,它由模块、端口、信号和行为描述组成。
Verilog中的模块是模块化设计的基本单元,可以将模块集成到更大的设计中。
模块可以具有输入端口、输出端口和内部信号。
输入和输出端口用于与其他模块进行通信,而内部信号用于在模块内部传递和保存数据。
Verilog的行为描述方式包括并行块和顺序块。
并行块表示同时执行的代码,而顺序块表示按顺序执行的代码。
Verilog中的并行块使用关键字"always @(posedge clock)"来表示,其中的代码只在时钟上升沿触发时执行。
顺序块使用关键字"always @(*)"来表示,其中的代码在输入信号变化时立即执行。
在Verilog中,可以使用各种逻辑运算符,如AND、OR、NOT和XOR,来实现组合逻辑。
此外,还可以使用各种触发器和寄存器类型,如D触发器和JK触发器,来实现时序逻辑。
通过将组合逻辑和时序逻辑结合起来,可以实现复杂的数字电路。
Verilog的仿真可以使用各种工具,如ModelSim和Vivado,来验证设计的正确性。
仿真可以通过将输入信号施加到设计中,然后观察输出信号的变化来进行。
如果输出信号与预期的结果一致,那么设计就是正确的。
在Verilog中,还可以使用分层设计的概念来实现模块的结构化和组织。
通过使用层次化模块,可以将设计划分为更小的模块,并将它们组合在一起以实现更大的系统。
尽管Verilog的学习曲线可能有点陡峭,但它是数字电路设计中最常用和最强大的工具之一。
通过掌握Verilog,您可以实现自己的数字电路设计,并进行验证和测试。
总之,Verilog是一种用于设计和描述数字电路的硬件描述语言。
Verilog语法简易教程
语法--算数运算符
• 算数运算符有5种:+,-,*,/,%,用于 整型数据的数学运算。随着技术的发展, 上述5种算术运算符都是可以直接综合的。 需要注意的是,在进行加法和乘法运算时, 要注意防止数据溢出造成运算错误。
语法--逻辑运算符与关系运算符
• Verilog中的逻辑运算符与关系运算符同C语 言中的用法相似,可以参考。 • 逻辑运算符分为3种:逻辑与“&&”;逻辑 或“||”;逻辑非“!”。 • 关系运算符分为6种:大于“>”;大于等于 ">=";小于"<";小于等于"<=";逻辑相等"=="; 逻辑不等"!="。如果操作数直接的关系成立, 则返回值为1;关系不成立,则返回值为0。
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。
语法--移位运算符
• 移位运算符只有两种:<<(左移),>> (右移),其使用格式为:s1<<N;s1>>N, N为常数。 • 某些情况下移位运算符的效果也可以通过 拼接运算符实现,这个看个人喜好与具体 电路要求。
(完整word版)Verilog-A30分钟快速入门教程.docx
?Verilog-A 30分钟快速入门教程进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“ Verilog- AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定 Verilog 基础,研一时学过一点 VHDL-AMS ,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话, 30 分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A 。
(前提是有一定的 Verilog 基础和电路基础)1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版),作为模拟电路描述语言 Verilog-A ,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量 (Flow) 和位 (Potential) ,在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在 Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(out)/R ,这样就产生了一个电阻,最后 Verilog-A 仿真器会用某种算法( 迭代是最常见的 ) 将 I(out) 和 V(out) 求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的 I 、V 等,当然这仅仅是指时域仿真。
2 、下面讲Verilog-A的语法:begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross 用来产生一个 event ,如:@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指 sample 的电压超过 2.0 时触发该事件,将会执行后面的语句, +1.0 表示正向越过, -1.0 则相反ddt( expr )// 求导,如:I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);// 比例积分,式中的 0 表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] )// 将 expr 的值 delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ ,ρ)将 expr 进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等数据类型:integer 、real ,另外就是 discipline ,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个 nature 类型作为一个 discipline ,这些都在 disciplines.vams这个头文件里建好了,编程时要`include "disciplines.vams"。
西安电子科技大学NCverilog教程
在上述步骤之后,会生成一个你的设计对应的snapshot,仿真 就是针对这个Snapshot进行的。如图示,选中该文件,点击 仿真按钮
之后就启动了simulator,会弹出2个窗口 : 设计浏览器(Design Browser)和 控制窗口(Console window)
设计浏览器(Design Browser)
选择多步模式 Multiple step
选择creat cds.lib file,弹出第二个对 话框,save,在新对话框中点击ok, 之后在最初的对话框中点击Ok。
nclaunch的主窗口: 左边的窗口中显示了 当前目录下的所有文 件,在编译和描述后 会在右边显示设计的 库。
在在仿真你的设计以前,必须用编译器编译源文件,并且 用描述器(elaborator)把设计描述成snapshot的形式。 NCLaunch的主窗口让你可以连接你编译和描述设计所需 要的工具
❖ Simulate模式 在Simulate模式下你可以实时的看到仿真的数据。也就是说, 你可以在仿真的过程中就进行数据的分析。你可以通过对设 计设置断点和分步来达到控制仿真的。
控制台窗口 Console Window 源浏览器 Source Browser 设计浏览器 Design Browser 循环阅读器 Cycle Viewer 原理图追踪 Schematic Tracer 信号流浏览器 Signal Flow
现在要描述你的设计: 要展开库(worklib), 选择顶层单元(也就是 测试中的module), 然后选择描述按钮 (elabrate )
但是在这之前要设置 参数,选中module后 选择toolsElaborator 进行设置。
设置参数时注意将Access Visibility按 钮选中并且它的值是All,这个选项意味 着全部存取(读,写,连接探测)来仿 真目标,这样就可以在仿真的数据库里 面探测目标和范围,调试你的设计。 由于不是所有的代码都加了时间,为防 止报错在此处加上时间。 然后点击ok即可。
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2. 数字信号处理
数字信处理系统往往要进行一些复杂的数字运算和数据处理, 并且又有实时响应的要求,他们通常是由高速专用数字逻辑系统或专 用数字信号处理器所构成,电路是相当复杂的。因此只有在高速大规 模集成电路设计制造技术进步的基础上,才有可能实现真正有意义的 实时数字信号处理系统。对实时数字信号处理系统的要求不断提高, 也推动了高速大规模集成电路设计制造技术的进步。现代专用集成电 路的设计是借助于电子电路设计自动化(EDA)工具完成的。学习和 掌握硬件描述语言(HDL)是使用电子电路设计自动化工具的基础。
• 由传统的观点出发,可以从三个不同的方面来研究计算,即从数 学、科学和工程的不同角度;由比较现代的观点出发,可以从四 个主要的方面来研究计算,即从算法和数据结构、编程语言、体 系结构、软件和硬件设计方法学。
• 一个复杂的数字系统设计往往是从算法到由硬线连接的门级逻辑 结构,再映射到硅片的逐步实现的过程。
&Moorby,刘明业等译。
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课时及考试安排
授课时数:30课时 上机时数;14课时 考试时数:90分钟 成绩计算:大作业*40%+考试*60%
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课程内容安排
第一部分 初级篇
第一章. 概述及设计工具介绍 第二章. Verilog HDL的基本知识 第三章. Verilog HDL基本概念 第四章. 常用Verilog语法之一 第五章.常用Verilog语法之二 第六章.常用Verilog语法之三 第七章.常用Verilog语法之四 第八章.常用Verilog语法之五
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绪论
• 为什么要设计专用的复杂数字系统 • 数字信号处理 • 计算(computing) • 算法和数据结构 • 编程语言和程序 • 系统的微体系结构和硬线连接的门级逻辑 • 设计方法学 • 专用硬线逻辑与微处理器的比较 • C语言、Matlab与硬件描述语言在算法运算电路设计的关系和作用
数字系统设计与 Verilog HDL
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课程安排
课程时数:46 学分数: 3 教材:Verilog 数字系统设计教程 出版社:北京航空航天大学出版社, 作 者:夏宇闻编著 参考书: 1.Verilog数字系统设计及应用,西电出版社,袁俊泉等
编著; 2.《硬件描述语言Verilog》 清华大学出版社,Thomas
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4. 算法和数据结构
• 为了准确地表示特定问题的信息并顺利地解决有 关的计算问题,需要采用一些特殊方法并建立相 应的模型。所谓算法就是解决特定问题的有序步 骤,所谓数据结构就是解决特定问题的相应的模 型。
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5. 编程语言和程序
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3. 计算(Computing)
• 这里所说的计算是从英语Computing翻译过来的,他的含义要比 单纯的数学计算广泛得多。“Computing这门学问研究怎样系统 地有步骤地描述和转换信息,实质上是一门覆盖了多个知识和技 术范畴的学问,其中包括了计算的理论、分析、设计、效率和应 用。它提出的最基本的问题是什么样的工作能自动完成,什么样 的不能”。
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1. 为什么要设计专用的复杂数字系统
• 本课程的目的是想通过对数字信号处理、计算、算法和数据结
构、编程语言和程序、体系结构和硬线逻辑等基本概念的介绍, 了解算法与硬线逻辑之间的关系,从而引入利用Verilog HDL硬 件描述语言设计复杂的数字逻辑系统的概念和方法。借助于这种 方法,在电路设计自动化仿真和综合工具的帮助下,只要对并行 计算微体系结构有一定程度的了解,对有关算法有深入的研究, 我们完全有能力设计并制造出具有自己知识产权的DSP类和任何 复杂的数字逻辑集成电路芯片,为我国的电子工业和国防现代化 作出应有的贡献
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课程内容安排
• 第二部分 中级篇
• 第九章. Verilog HDL模型的不同抽象级别 • 第十章. 如何编写和验证简单的纯组合逻辑模块 • 第十一章. 复杂数字系统的构成 • 第十二章. 同步状态机的原理、结构和设计 • 第十三章. 设计可综合的状态机的指导原则 • 第十四章. 深入理解阻塞和非阻塞赋值的不同 • 第十五章. 较复杂时序逻辑电路设计实践
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6.系统的微体系结构和硬线连接的门级逻辑
• 计算电路究竟是如何构成的?为什么它能有效地和正确地 执行每一步程序?它能不能用另外一种结构方案来构成? 运算速度还能不能再提高?所谓计算微体系结构就是回答 以上问题并从硬线逻辑和软件两个角度一起来探讨某种结 构的计算机的性能潜力。
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7. 设计方法学
• 复杂数字系统设计是一个把思想(即算法)转化为实际数 字逻辑电路的过程。我们知道,同一个算法可以用不同结 构的数字逻辑电路来实现,这从运算的结果来说可能是完 全一致的,但其运算速度和性能价格比可以有很大的差别。 我们可以用许多不同的方案来实现实时完成算法的复杂数 字系统电路。
• 程序员利用一种由专家设计的既可以被人理解,也可以被计算机解释 的语言来表示算法问题的求解过程。这种语言就是编程语言,由它所 表达的算法问题的求解过程就是程序。
• 如果需要设计和制造能进行快速计算的硬线逻辑专用电路,必须学习 数字电路的基本知识和硬件描述语言。
• 现代复杂数字逻辑系统的设计都是借助于EDA工具完成的,无论电路 系统的仿真和综合都需要掌握硬件描述语言。
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3. 计算(Computing)
• 我们将从算法和数据结构、编程语言和程序、微体系结构和硬 线逻辑以及设计方法学等方面的基本概念出发来研究和探讨用于 数字信号处理等领域的复杂硬线逻辑电路的设计技术和方法。特 别强调利用Verilog硬件描述语言的Top-Down设计方法的介绍。