verilog语言及程序设计
Verilog语言及其应用
目录
• Verilog语言概述 • Verilog基本语法 • Verilog设计流程 • Verilog的应用领域 • Verilog的挑战与解决方案 • Verilog的未来发展
01
Verilog语言概述
什么是Verilog
硬件描述语言
01
Verilog是一种用于描述数字电路和系统的硬件描述
编写模块描述
使用Verilog语言编写每个模块的描 述，包括输入、输出端口和内部逻辑。
仿真验证
使用仿真工具对模块进行功能仿真， 确保模块实现正确。
行为级仿真
建立测试平台
使用Verilog编写测试平台，用于模拟模块的输入信号，并观察输出信号。
编写测试向量
定义一系列测试用例，用于测试模块在不同输入条件下的行为。
端口和输入/输出端口。
端口声明
在模块内部，通过关键字 input、output或inout声明
端口。
端口连接
在模块实例化时，通过连接端 口将不同模块连接在一起。
赋值语句
连续赋值语句
使用assign关键字进行连续赋值，用于描述组合逻辑电路。
非连续赋值语句
使用always关键字进行非连续赋值，用于描述时序逻辑电路。
代码可读性
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总结词
详细描述
1. 使用有意义的 2. 添加注释 变量…
3. 遵循编码规范
代码可读性是Verilog编程 中一个重要的问题，它直 接影响到代码的维护和调 试。
Verilog语言是一种硬件描 述语言，其语法和结构相 对较为复杂，使得代码可 读性成为一个挑战。为了 提高代码可读性，可以采 用以下方法
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。
Verilog语言设计教程
2018/10/19
计算机科学与技术学院
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1.1 硬件描述语言 Verilog HDL
Verilog HDL语言是基于C语言发展起来的硬件描述语言，于1983年由 GDA公司首创。 1995年Verilog HDL语言成为IEEE标准，编号：IEEE Std1364-1995。 Verilog HDL语言具有简捷、高效、易学易用、功能强大等优点，逐 步为设计人员所接收和喜爱。 Verilog语言支持的EDA工具较多，适合于寄存器传输级（RTL）和门 电路级的描述，其综合过程比VHDL简单，但在高级描述方面不如VHDL。 VHDL比Verilog HDL早几年成为I EEE标准； VHDL语法/结构比较严格，因而编写出的模块风格比较清晰； VHDL比较适合由较多的设计人员合作完成的特大型项目。
[例] 8位计数器 module counter8 ( out,cout,data,load, cin,clk ); 端口定义 output [7:0] out; output cout; I/O说明 input [7:0] data; input load, cin,clk ; 信号类型声明 reg[7:0] out; always @(posedge clk) begin if(load) 功能描述 out <= data; // 同步预置数据 else out < = out + 1 + cin; // 加1计数 end assign cout = &out & cin; //若out为8‘hFF，cin为1，则cout为1 endmodule 位运算符 缩减运算符
2018/10/19
计算机科学与技术学院
verilog hdl 语言设计题设计移位寄存器
Verilog HDL 是一种硬件描述语言，用于模拟电子系统，特别是数字系统。
下面是一个简单的Verilog HDL 程序设计，用于创建一个 4 位移位寄存器。
verilog复制代码
module shift_register(input wire clk, input wire reset, input wire [3:0] data_in, output reg [3:0] data_out);
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
data_out <= 4'b0000; // 当 reset 为 1 时，寄存器清零
end else begin
data_out <= {data_out[2:0], data_in}; // 否则，将数据向右移位
end
end
endmodule
这个程序定义了一个名为shift_register的模块。
它有一个时钟输入clk，一个复位输入reset，一个 4 位数据输入data_in和一个 4 位数据输出data_out。
在每个时钟上升沿或复位上升沿，它都会检查复位信号。
如果复位信号为高，它会将输出寄存器清零。
否则，它会将数据向右移位，将data_in的值放入寄存器的最低位。
注意：这个代码没有包含任何形式的错误检查或保护机制，你可能需要在实际应用中加入这些功能。
verilog语言及程序设计
verilog语言及程序设计Verilog语言及程序设计1.引言1.1 目的本文档旨在提供Verilog语言及程序设计的详细说明和指导，帮助读者了解Verilog语言的基本概念、语法和编程技巧，以及如何设计和开发Verilog程序。
1.2 背景Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字电路和系统的行为和结构。
它广泛应用于硬件设计、逻辑仿真和电路验证等领域。
Verilog可以用于设计各种数字系统，从简单的逻辑门到复杂的处理器和通信接口。
2.Verilog语言基础2.1 Verilog简介2.1.1 Verilog的历史2.1.2 Verilog的应用领域2.2 Verilog的基本元素2.2.1 模块（module）2.2.2 端口（port）2.2.3 信号（signal）2.2.4 注释（comment）3.Verilog语法和语句3.1 模块声明与实例化3.1.1 模块声明3.1.2 模块实例化3.2 数据类型3.2.1 整数类型（integer）3.2.2 实数类型（real）3.2.3 位向量类型（bit vector）3.2.4 枚举类型（enum）3.3 运算符3.3.1 算术运算符3.3.2 关系运算符3.3.3 逻辑运算符3.3.4 位运算符3.3.5 赋值运算符3.4 控制语句3.4.1 if语句3.4.2 case语句3.4.3 for循环语句3.4.4 while循环语句4.Verilog模块设计4.1 模块设计流程4.1.1 需求分析4.1.2 模块接口设计4.1.3 数据流图设计4.1.4 代码实现4.1.5 仿真与验证4.2 常见模块设计实例4.2.1 时钟分频器4.2.2 状态机4.2.3 寄存器堆4.2.4 串行通信接口5.高级Verilog编程技巧5.1 参数化模块设计5.2 位向量操作技巧5.3 时序逻辑设计5.4 RTL设计规范5.5 验证技术和方法6.附件7.法律名词及注释7.1 版权（Copyright）在法律上，版权是指对原创作品的独占性控制权，包括复制、分发和修改等权力。
Verilog HDL语言
2021/8/14
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5. 等式操作符（Equality operators）
等值操作符包括：
==（等于）、！=（不等于）、===（全等）、 ！==（不全等）4种。
2021/8/14
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2. 信号类型声明
变量类型声明用来说明设计电路的功能描述中，所用的信号 的数据类型以及函数声明。
变量的数据类型主要有连线（wire）、寄存器（reg）、整型 （integer）、实型（real）和时间（time）等类型。
2021/8/14
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3. 功能描述
功能描述是Verilog HDL程序设计中最主要的部分，用 来描述设计模块的内部结构和模块端口间的逻辑关系，在电 路上相当于器件的内部电路结构。
① 首字符不能是数字。
② 字符数不能多于1024个。 ③ 大小写字母是不同的。
④ 不要与关键字同名。
2021/8/14
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4.2.6 操作符
操作符也称为运算符，是Verilog HDL预定义的函数名 字，这些函数对被操作的对象（即操作数）进行规定的运算， 得到一个结果。
操作符通常由1～3个字符组成，例如，“+”表示加操作， “==”（两个=字符）表示逻辑等操作，“===”（3个=字符） 表示全等操作。有些操作符的操作数只有1个，称为单目操作； 有些操作符的操作数有2个，称为双目操作；有些操作符的操 作数有3个，称为三目操作。
字符串是用双引号括起来的可打印字符序列，它必须包含在同 一行中。例如，
“ABC”， “A BOY.” ，“A”， “1234” 都是字符串。
Verilog硬件描述语言设计实例
[例2]指令译码电路的设计实例 （利用电平敏感的always块来设计组合逻辑） //操作码的宏定义 `define plus 3'd0 `define minus 3'd1 `define band 3'd2 `define bor 3'd3 `define unegate 3'd4
module alu(out,opcode,a,b); output [7:0] out; input [2:0] opcode; input [7:0] a,b; reg [7:0] out; always @(opcode or a or b) //用电平敏感的always块描述 //组合逻辑 begin case(opcode) //算术运算 `plus: out=a+b;
[例6]. 8-3编码器的设计实例 编码器设计方案之一： module encoder1(out,in); output [2:0] out; input [7:0] in; reg [2:0] out; always @(in) begin: local integer i; out = 0;
/*returns the value of the highest bit number turned on*/ for( i=0; i<8; i=i+1 ) begin if( in[i] ) begin out = i; end end end endmodule
编码器设计方案之二：
module encoder2 ( none_on, out2, out1, out0, h, g, f, e, d, c, b, a); input h, g, f, e, d, c, b, a; output none_on, out2, out1, out0; wire [3:0] outvec; assign outvec= h? 4'b0111 : g? 4'b0110 : f? 4'b0101: e? 4'b0100 : d? 4'b0011 :c? 4'b0010 : b? 4'b0001: a? 4'b0000 : 4'b1000; assign none_on = outvec[3]; assign out2 = outvec[2]; assign out1 = outvec[1]; assign out0 = outvec[0]; endmodule
verilog hdl应用程序设计实例精讲
verilog hdl应用程序设计实例精讲网上现在有很多关于verilog hdl应用程序设计的资料，但是并没有一个很系统和全面的教程来帮助初学者快速入门。
本文就verilog hdl应用程序设计实例进行了精讲，从基本概念到应用实例一步一步地回答了初学者的问题，帮助大家理解verilog hdl的设计和应用。
一、verilog hdl的基本概念Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统，包括逻辑电路、集成电路等等。
它既可以进行仿真验证，也可以直接生成硬件电路。
简单来说，verilog hdl就是一种用来描述数字系统的语言。
1.1 模块与实例化在verilog hdl中，模块是最基本的设计单元，每个模块包含一个或多个端口和内部逻辑电路。
模块可以包含其他模块，这被称为实例化。
实例化可以理解为创建一个模块的实例，并根据实例进行连接。
1.2 端口和内部信号模块的端口是与其他模块或外部电路连接的接口，可以是输入、输出或双向。
内部信号是模块内部产生和使用的信号，只在模块内部可见。
1.3 组合逻辑与时序逻辑组合逻辑是指只有输入信号改变时才会改变输出信号的逻辑电路，而时序逻辑是指输出信号的改变还受到时钟信号的控制。
在verilog hdl中，可以使用逻辑门、逻辑运算符和条件语句来实现组合逻辑和时序逻辑。
二、verilog hdl应用程序设计实例接下来，我们通过一些实例来展示verilog hdl的应用程序设计。
2.1 4位全加器我们首先来实现一个4位全加器。
全加器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现两个输入和一个进位的相加操作，输出结果和进位。
在verilog hdl 中，可以使用逻辑运算符和条件语句来实现全加器。
2.2 4位加法器我们可以使用四个全加器来实现一个4位加法器。
加法器是用来实现两个二进制数的加法的电路，它能够实现多位的相加操作，输出结果和进位。
2.3 4位计数器计数器是一种能够实现计数功能的电路，它能够根据时钟信号进行计数，并在达到一定数值时输出特定信号。
1、VerilogHDL设计流程
1、VerilogHDL设计流程1、Verilog HDL 设计流程：1、文本编辑：文件保存为.v的文件；2、功能仿真：将.v文件调入HDL仿真软件，逻辑功能是否正确（前仿真）；3、逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，把语言综合成最简的布尔表达式，生成.edf的EDA工业标准文件；矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
4、布局布线；5、时序仿真：验证电路的时序（后仿真）。
2、Verilog 程序包括四部分：1、端口定义2、I/O口说明3、内部信号声明4、功能定义3、逻辑功能定义：三种方法在模块中产生逻辑：（1）用assign 声明语句；如assign a = b & c；（描述组合逻辑）（2）用实例元件；如and #2 u1(q,a,b);（3）用always块；如（既可描述组合逻辑也可描述时序逻辑）always @ (posedge clk or posedge clr)beginif(clr) q <= 0;else if(en) q <= d;end4、网络类型变量两种：wire triWire型变量：用来表示单个门驱动或连续赋值语句驱动的网络类型数据。
Tri 型变量：用来表示多驱动器驱动的网络型数据。
线网类型两种：wire triTri 主要用于定义三态的线网；Wire型：代表的是物理连接，不存储逻辑值，要由器件驱动，通常用assign进行赋值Wire类型的信号没被驱动，缺省值为Z（高阻）；信号没有定义数据类型时，缺省为wire 类型。
（缺省==默认）聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
Reg型：默认初始值为x，通常用always模块内的指定信号，常代表触发器；always模块内被赋值的每一个信号都必须定义为reg型。
（寄存器类型）Verilog HDL 有5种寄存器类型：reg、integer、time、real、realtime5、运算符号所带操作数单目运算符：可带一个操作数，操作数放在运算符右边双目运算符：可带两个操作数，操作数放在运算符两边三目运算符：可带3个操作数，用三目运算符分隔开6、底层模块的调用：底层模块（被测试模块）可由测试模块调用如：(位置关联方式) :AND_G2 AND_G2(A,B,F);第一个AND_G2 为底层模块名，第二个为实例名，(A,B,F)为参数定义。
verilog语言及程序设计
verilog语言及程序设计Verilog语言及程序设计什么是Verilog语言？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。
它最初是由Gateway Design Automation公司（现在是Cadenza Design Automation公司的一部分）于1984年开发的，用于模拟和验证集成电路设计。
Verilog不仅可以用于模拟和验证电路设计，还可以用于编写可综合的硬件描述。
可综合的硬件描述可以通过合成工具转换成实际的硬件电路，在FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（应用特定集成电路）中实现。
Verilog的应用领域Verilog广泛应用于数字系统的设计、验证和实现。
它可以用于设计各种数字电路，包括处理器、存储器、通信接口、数字信号处理器等。
Verilog还被用于编写可综合的程序，用于验证电路设计的正确性。
Verilog的基本语法Verilog语言的基本语法与C语言类似，包括模块定义、端口声明、信号声明、组合逻辑、时序逻辑等。
下面是一个简单的Verilog模块的例子：verilogmodule MyModule (input wire clk,input wire rst,input wire in_data,output wire out_data);reg [7:0] reg1;always (posedge clk or posedge rst) beginif (rst)reg1 <= 8'b0;elsereg1 <= reg1 + in_data;endassign out_data = reg1;endmodule上面的例子定义了一个名为`MyModule`的Verilog模块，有4个端口：`clk`（时钟），`rst`（复位），`in_data`（输入数据），`out_data`（输出数据）。
其中的`reg1`是一个8位的寄存器，使用时序逻辑进行更新。
verilog硬件描述语言课程设计
Verilog课程设计题函数发生器（方波和阶梯波）目学生姓名：专业：班级：指导教师：完成日期：目录1、概述 (1)2、功能 (2)3设计方案（设计的技术方案、工作原理、设计框图） (3)4设计与仿真 (11)5、结束语 (14)6附录 (15)1.概述（1）实验目的：在基于QUARTUS2软件平台下，运用Verilog硬件描述语言来进行编写两种波形（方波和阶梯波）发生的程序，并结合DE2板与DVCC 实验板上的D/A转换器在示波器显示出波形。
初步了解Verilog的编程及DE2板的应用，加强对其的实际应用操作能力。
（2）实验要求：运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上，可进一步增加功能、提高性能。
2.功能实验内容：5 . 利用简易函数发生器基本要求：运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上，可进一步增加功能、提高性能。
3设计方案（1）设计流程图（2）波形产生的基本原理 时钟信号累加器设置时钟信号f_clk设置频率控制字p利用存储器存储32个采样点：16个梯形波采样点，16个方波采样点设置选择端口choose16个阶梯波采样点0~15 16个方波采样点16~31Choose=0 Choose=1送至输出端口data 输出程序结束1.先利用时钟信号f_clk产生一个工作频率,输入的频率字保存在频率寄存器中,经Ｎ位相位累加器,累加一次,相位步进增加,经过内部ROM波形表得到相应的幅度值,经过D/A转换和低通滤波器得到合成的波形。
2.利用存储器，先把定点值存入存储器中，再通过choose选择所需要的那段地址的值，在通过data读出值。
3.最后利用波形仿真，通过转换把数字量转换为波形图。
（3）产生波形频率可调的方法采用设置频率控制字的方法，设置一个输入端口【5:0】q，并且下载时将其绑定在6个控制开关上，可以实现频率的调整，采用2进制，q的值就是频率的缩小（扩大）倍数。
Verilog硬件描述语言Verilog HDL设计方法概述
建 模 能 力 的 比 较
1.4 Verilog HDL目前的应用情况 和适用的设计
在美国，在高层逻辑电路设计领域Verilog HDL和 VHDL的应用比率是60％和40％，在其它地区各为 50％。Verilog HDL是专门为复杂数字逻辑电路和 系统的设计仿真而开发的，本身就非常适合复杂 数字逻辑电路和系统的仿真和综合。由于Verilog HDL在其门级描述的底层，也就是在晶体管开关的 描述方面比VHDL有强得多得功能，所以即使是 VHDL的设计环境，在底层实质上也是由Verilog HDL描述的器件库所支持的。
近年来，FPGA和ASIC的设计在规模和复杂度 方面不断取得进展，而对逻辑电路及系统的设 计的时间要求却越来越短。这些因素促使设计 人员采用高水准的设计工具，如：硬件描述语 言(Verilog HDL或VHDL)来进行设计。
1.5.2. Verilog HDL设计法与传统的电路 设计法与传统的电路 原理图输入法的比较
采用电路原理图输入法进行设计，具有设计 的周期长，需要专门的设计工具，需手工布线等 缺陷。 而采用Verilog HDL设计时具有以下优点： 1、设计者可以在非常抽象的层次上对线路进 行描述而不必选择特定的制造工艺。逻辑综合工 具可以将设计自动转换成任意一种制造工艺版图。 如果出现新的制造工艺，设计者不必对电路进行 重新设计，只要将RTL级描述输入综合工具，即可 生成针对新工艺的门级网表。（工艺无关性）。
硬核(Hard Core) 在某一种专用半导体集成电路 工艺的（ASIC）器件上实现的经验证是正确的 总门数在5000门以上的电路结构掩膜，称之为 “硬核”。 为了逻辑电路设计成果的积累，和更快更好地 设计更大规模的电路，发展软核的设计和推广 软核的重用技术是非常有必要的。新一代的数 字逻辑电路设计师必须掌握这方面的知识和技 术。
Verilog语言介绍
六．Verilog HDL语言介绍6.1 Verilog HDL基本结构6.1.1 简单的Verilog HDL 例子首先来看两个简单的Verilog HDL程序。
【例6.1】一个8位全加器的 Verilog HDL源代码module adder8(cout,sum,ina,inb,cin);output[7:0] sum;output cout;input[7:0] ina,inb;input cin;assign {cout,sum}=ina+inb+cin; //全加endmodule【例6.2】一个8位计数器的Verilog HDL源代码module counter8(out,cout,data,load,cin,clk);output[7:0] out;output cout;input[7:0] data;input load,cin,clk;reg[7:0] out;always @(posedge clk)beginif(load)out=data;elseout=out+cin;endassign cout=&out&cin;endmodule从上面的例子可以看出:① Verilog HDL程序是由模块构成的。
每个模块的内容都是嵌在module 和endmodule 两个语句之间，每个模块实现特定的功能，模块是可以进行层次嵌套的。
②每个模块首先要进行端口定义，并说明输入(input)和输出(output)，然后对模块的功能进行逻辑描述。
③Verilog HDL程序的书写格式自由，一行可以写几个语句，一个语句也可以分多行写。
④除了endmodule语句外，每个语句的最后必须有分号。
⑤可以用/*……*/和//……对Verilog HDL程序的任何部分作注释。
6.1.2 Verilog HDL模块的结构Verilog HDL的基本设计单元是"模块(block)"。
Verilog语言编写正弦波,锯齿波,余弦波程序实现数控振荡器
6'b110010 : sin_index=8'b01110111;
6'b110011 : sin_index=8'b01111000;
6'b110100 : sin_index=8'b01111001;
6'b111001 : sin_index=8'b01111101;
6'b111010 : sin_index=8'b01111101;
6'b111011 : sin_index=8'b01111110;
6'b111100 : sin_index=8'b01111110;
endcase
end
end
always@(posedge clk or posedge reset)
begin
if (reset==1'b1)
sin_out =1'b0;
else if (clk)
begin
if (phase_d2[1]==1'b0)
sin_out = sin_table;
6'b110101 : sin_index=8'b01111010;
6'b110110 : sin_index=8'b01111011;
6'b110111 : sin_index=8'b01111011;
verilog语言及程序设计
hwadee
2019/1/30
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连续赋值语句
连续赋值语句用于数据流行为建模，适用于 组合逻辑电路，主要用于对线网wire类型变 量的赋值。 语法格式
• assign [驱动强度] [#时延值] 线网标识符＝表 达式
hwadee
2019/1/30
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连续赋值语句
连续赋值语句没有保持的概念，只要右端表 达式中操作数的值发生变化，表达式即被重 新计算；如果结果值有变化，新结果就赋给 左边的线网。 连续赋值语句之间是并发的，与书写的先后 顺序无关
hwadee 2019/1/30 1
非阻塞语句在verilog中的应用
非阻塞语句,顾名思义，本条语句不影响下一条语 句的作用,更能体现硬件电路的特点。这正是非阻 塞语句广泛应用于时序逻辑电路的原因。 如果在一个时钟沿触发的always进程里面， b<=c,a<=b那么就不可能直接在进程里面赋值 a<=c.因为c的值要经过两个时钟延迟才传到a里面， 如果c为1，b为0，a为1的话，那么在在非阻塞语 句的进程里面， 第一个时钟沿到来，a为0,第二个时钟沿到来,a为1 （注:在一次触发进程里，无论是阻塞和非阻塞语 句，每条语句只能执行一次）
阻塞语句在verilog中的应用
阻塞语句，顾名思义，即本条语句具有影响 下一条语句的作用，如果该条语句没有执行 完，那么下条语句不可能进入执行状态的 阻塞语句最能体现verilog HDL和C语言之 间的血缘关系，比如，在时钟沿触发的 always进程里，若先执行b=c，再执行 a=b，那么本质上，在一个时钟沿触发里面， a=c成立，即是说，不要b变量，直接在进 程里赋值a=c，结果是一样的。这和c语言 中b=c,a=b性质相同
verilog语言及程序设计
verilog语言及程序设计Verilog语言及程序设计1. 引言Verilog语言是一种硬件描述语言（HDL），它被广泛应用于数字逻辑设计和硬件工程中。
本文将介绍Verilog语言的基本概念、语法和程序设计方法，帮助读者了解和掌握Verilog语言的使用。
2. Verilog语言基础2.1 Verilog语言概述Verilog语言是一种用于描述数字系统的硬件描述语言。
它提供了一种高级抽象的方式来描述和设计数字电路。
Verilog代码可以表示电路的结构、功能和时序，方便设计和验证数字系统。
2.2 Verilog的数据类型Verilog语言支持多种数据类型，包括基本数据类型和派生数据类型。
常用的基本数据类型包括整型、实型和布尔型。
派生数据类型包括数组、结构体和联合体等。
2.3 Verilog的模块化设计Verilog语言的模块化设计使得电路的设计和验证更加灵活和高效。
模块是Verilog代码的基本组织单元，可以嵌套使用，方便进行模块的重用和层次化设计。
2.4 Verilog的时序建模Verilog语言支持时序建模，可以描述数字逻辑电路中的时序关系和时钟控制。
通过时钟信号和触发器的使用，可以实现各种时序逻辑功能。
3. Verilog程序设计3.1 Verilog的模块定义在Verilog语言中，可以通过module关键字定义一个模块。
模块由输入输出端口和内部逻辑组成。
模块可以根据需要进行参数化，方便在不同设计场景中的复用。
verilogmodule my_module(input wire clk,input wire rst,input wire [7:0] data_in,output wire [7:0] data_out);// 内部逻辑//endmodule3.2 Verilog的时序建模Verilog语言提供了多种时序建模的方法，包括组合逻辑、时钟触发器、时钟边沿触发器等。
通过适当的时序建模，可以准确描述数字电路中的时序关系。
verilog设计
Verilog 程序设计报告一、课题概述：任务：本实验主要完成8位比较器、分频器、阻塞赋值和非阻塞赋值的区别、8路的数据选择器、有限状态机的设计。
目的：通过实验掌握基本组合逻辑电路、时序逻辑电路的实现流程；条件语句及case语句的用法；在实验中认识阻塞赋值和非阻塞赋值的区别；能够设计出简单的有限状态机。
要求：熟练掌握verilog的基本语法知识和一些基本语句的用法。
二、设计思路及采取方案思路：（1）8位比较器可以用数据流描述方法（assign赋值语句）或行为描述方法（always语句）或结构描述方法（元件例化）实现。
（2）分频器可以采用if…else语句或case语句实现。
（3）阻塞赋值和非阻塞赋值的区别可以通过观察波形图及分析综合出的电路图来得到。
（4）8位数据选择器可以采用assign赋值语句及always语句实现。
（5）有限状态机可以采用case语句实现。
方案：（1）8位的比较器采用assign赋值语句实现。
（2）用if…else条件语句实现分频器的设计。
（3）通过观察波形图，得出利用阻塞赋值和非阻塞赋值设计电路的特点和区别。
（4）利用always语句实现8位数据选择器。
（5）利用case语句完成有限状态机的设计。
三、实验结果结果：我基本完成以上的5个任务，并且通过这些任务的完成，巩固了已经学过的知识，提高了自己的动手操作能力，坚定了继续学习的信心。
四、实验体会体会：第一次接触学习硬件编程语言，感受到verilog与软件编程语言有着许多显著的差别，最重要的是用verilog可以编出并行执行的程序，通过不断的学习和实践，习惯了用硬件结构思路编程，由于一些细节把握不到位，在设计中出现了许多错误；像进程赋值语句声明寄存器变量时格式出错、begin-end声明语句没有注意相互匹配、在声明语句的末尾忘了写上分号等等。
编译不成功时，我会不厌其烦的去查找错误，直至编译成功、满足题目的要求。
通过实验不仅巩固了已经学过的知识而且加强了自己的动手操作能力，为以后的考研及工作打下了基础。
基于VerilogHDL语言ISE设计流程
Generate Post-Synthesis Simulation Model）。
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基于Verilog HDL语言的ISE设计流程
--对该设计文件进行综合
选中top.v文件
鼠标控双制击台该界项面中给出综合过程的信息
D触发器 输出缓冲区
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--揭开LUT的秘密
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
终于明白了FPGA的LUT 是怎么实现逻辑功能的
双击打开LUT3 双击打开LUT2
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基于Verilog HDL语言的ISE设计流程
--新建工程
点击New Project…
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--新建工程
输入工程名字：counter 工程所在的目录
点击“Next”按纽
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--创建一个新工程
点击“Finish”按钮
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--创建一个新工程
工程名 器件名字 生成了空的工程框架
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--创建一个新的设计文件
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四川华迪信息技术有限公司 Version1.1
阻塞语句在verilog中的应用
阻塞语句，顾名思义，即本条语句具有影响 下一条语句的作用，如果该条语句没有执行 完，那么下条语句不可能进入执行状态的
阻塞语句最能体现verilog HDL和C语言之 间的血缘关系，比如，在时钟沿触发的 always进程里，若先执行b=c，再执行 a=b，那么本质上，在一个时钟沿触发里面， a=c成立，即是说，不要b变量，直接在进 程里赋值a=c，结果是一样的。这和c语言 中b=c,a=b性质相同
hwadee
2019/9/3
7
模块的基本结构说明
<模块名>是模块惟一的标识符； <端口列表>是 由模块的输入、输出和双向端口组成的端口列表， 这些列表用来与其他模块进行连接；
数据类型定义部分用来指定模块内所用的数据对象 为寄存器型、存储器型或连线型；
过程块包括initial过程块和always过程块两种，行 为描述语句只能出现在这两种过程块中；
第一个时钟沿到来，a为0,第二个时钟沿到来,a为1
（注:在一次触发进程里，无论是阻塞和非阻塞语 句，每条语句只能执行一次）
hwadee
2019/9/3
3
阻塞语句与非阻塞语句使用注意事项
阻塞语句是顺序执行的，而非阻塞语句是同 时执行的
大体原则：阻塞语句运用于组合逻辑电路设 计，非阻塞语句运用于时序逻辑电路设计
hwadee
2019/9/3
9
模块的描述方式
Verilog HDL模块代表硬件上的逻辑实体,其 范围可以从简单的门到整个电路系统.
模块可以根据所采用的不同描述方式而分为 行为描述和结构描述两类,也可采用两种方 式的组合。
hwadee
2019/9/3
10
Verilog 语言要素
标识符（identifier）
不要在同一个always块里面混合使用“阻 塞赋值”和“非阻塞赋值”
hwadee
2019/9/3
4
Verilog的特点
Verilog易学易用（与C语言相似），功能强大，使 用 广泛。
可以在不同层次描述数字系统
开关级描述 寄存器传输级描述 门级描述
基本设计单元是“模块”（block）包括：
• $time，$stime，$realtime
hwadee
2019/9/3
15
常用任务和函数
概率分布函数
• $ramdom[(seed)]
其它
• $setup, $hold, $setuphold, $width, $period, $skew, $recovery, $nochange, $rtoi, $itor, $realtobits, $bitstoreal, $printtimescale, $timeformat等
延时说明块用来对模块各个输入和输出端口间的路 径延时进行说明。
hwadee
2019/9/3
8
模块调用
调用模块实例的一般格式: <模块名><参数列表><实例名>(<端
口列表>); Verilog HDL程序是由模块组成的，每个模
块的内容都包含在“Module”和 “endmodule”之间。 每个模块都要进行端口定义，说明输入、 输出端口。
2019/9/3
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Verilog 语言要素
关键字
• Verilog HDL定义了一系列保留字（关键字）。
• 在编写Verilog HDL程序时，变量的定义不要与 关键字冲突。
• 注意只有小写的关键字才是保留字。
注释
在 Verilog HDL里有两种形式的注释：
• //
是单行注释
• /*
用来表示各种变量、参数或构件的名称，可以是任
意一组字母、数字、$符号和_（下划线）符号的组合， 但第一个字符必须是字母或下划线，区分大小写
转义标识符
可以在一条标识符中包含任何可打印字符。转义标识符以
“\”(反斜杠）符号开头，以空白结尾（空白可以是一个空格、一 个制表符或换行符）
hwadee
接口描述 逻辑功能描述
hwadee
2019/9/3
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Verilog HDL程序基本结构
Verilog的基本设计单元是“模块”（BLOCK） 模块由两部分组成：一部分描述接口，另一部分描
述逻辑功能。 按照模块接口的描述，一个模块可以在另一个模块
中使用；逻辑功能的描述可以使用连续赋值语句 （描述数据流行为）、过程结构（时序行为）、开 关级原语、门级原语和用户定义的原语等方式。
函数在0时刻执行，即不允许延迟，而任务 可以带有延迟。
hwa数
显示任务
• $display，$write，$strobe，$monitor， $monitoron，$monitoroff
模拟控制任务
• $finish， $stop
模拟时间函数
hwadee
2019/9/3
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模块的基本结构
Module<模块名>(<端口列表>);
端口说明(input,out,inout)
参数定义<可选>
数据类型定义
连续赋值语句(assign)
过程块(initial和always)
行为描述语句
低层模块实例
任务和函数
延时说明块
endmodule
hwadee
2019/9/3
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非阻塞语句在verilog中的应用
非阻塞语句,顾名思义，本条语句不影响下一条语 句的作用,更能体现硬件电路的特点。这正是非阻 塞语句广泛应用于时序逻辑电路的原因。
如果在一个时钟沿触发的always进程里面， b<=c,a<=b那么就不可能直接在进程里面赋值 a<=c.因为c的值要经过两个时钟延迟才传到a里面， 如果c为1，b为0，a为1的话，那么在在非阻塞语 句的进程里面，
*/
是多行注释
hwadee
2019/9/3
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格式
Verilog HDL 区分大小写，即大小写的标识 符是不同的。
源程序书写格式自由，可跨越多行编写，也 可在一行内编写。
hwadee
2019/9/3
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系统任务和函数
以字符开始的标识符表示系统任务或系统函 数。任务提供了一种封装行为的机制。这种 机制$可以在设计的不同部分被调用。任务 可以返回0个或多个值。函数除只能返回一 个值以外与任务相同。