第2章__FPGA设计基础

3. 格式 Verilog HDL是区分大小写的，即大小写不 是区分大小写的， 是区分大小写的 同的标识符是不同的。另外其书写格式自由， 同的标识符是不同的。另外其书写格式自由， 即一条语句可多行书写，一行可写多个语句。 即一条语句可多行书写，一行可写多个语句。 空白（新行、制表符、空格）没有特殊意义。 空白（新行、制表符、空格）没有特殊意义。 例 input A；input B；与 ； ； input A； ； input B； ； 是一样的。 是一样的。
(2)寄存器类型 寄存器类型 reg是最常用的寄存器类型，寄存器类型通 是最常用的寄存器类型， 是最常用的寄存器类型 常用于对存储单元进行描述， 常用于对存储单元进行描述，如D触发器 触发器 、ROM等。 等
寄存器类型的存储单元建模举例 用寄存器类型来构建两位D触发器如下 触发器如下： 用寄存器类型来构建两位D触发器如下： reg [1：0] Dout； ： ； …… always@(posedge Clk) Dout <= Din; ……
Verilog与C语言的比较 与 语言的比较
是一种硬件语言， （1）Verilog是一种硬件语言，最终是为了产生实际的硬件 ） 是一种硬件语言 电路或对硬件电路进行仿真； 语言是一种软件语言， 电路或对硬件电路进行仿真；而C语言是一种软件语言，是 语言是一种软件语言 控制硬件来实现某些功能的语言。 控制硬件来实现某些功能的语言。 语言只要是语法正确， （2）C语言只要是语法正确，都可以编译执行；而Verilog ） 语言只要是语法正确 都可以编译执行； 语言有可综合的限制，即在所有的Verilog语句中，只有一部 语句中， 语言有可综合的限制，即在所有的 语句中 分可以被综合，而另外的部分则不能被综合，只能用来仿真。 分可以被综合，而另外的部分则不能被综合，只能用来仿真。 语言是一种软件编程语言， （3）C语言是一种软件编程语言，其基本思想是语句的循序 ） 语言是一种软件编程语言 执行； 语言的基本思想是模块的并行执行。 执行；而Verilog语言的基本思想是模块的并行执行。 语言的基本思想是模块的并行执行 编程时， 是硬件语言， （4）利用 ）利用Verilog编程时，要时刻记得 编程时 要时刻记得Verilog是硬件语言， 是硬件语言 要时刻将Verilog与硬件电路对应起来。 与硬件电路对应起来。 要时刻将 与硬件电路对应起来
5.数据类型 数据类型 Verilog HDL主要包括两种数据类型： 主要包括两种数据类型： 主要包括两种数据类型 线网类型(net type) 线网类型 寄存器类型（ 寄存器类型（reg type） ） (1)线网类型 线网类型
线网类型主要有wire和tri两种。线网类型用于对结构 和 两种 两种。 线网类型主要有 化器件之间的物理连线进行建模，如器件的管脚、 化器件之间的物理连线进行建模，如器件的管脚、内部器 件如与门的输出等。 件如与门的输出等。 线网类型代表的是物理连接线，因此它不存贮逻辑值， 线网类型代表的是物理连接线，因此它不存贮逻辑值， 必须由器件所驱动，通常由assign进行赋值，如assign 进行赋值， 必须由器件所驱动，通常由 进行赋值 A=B^C。 。
第2章
重点
FPGA设计基础 设计基础
Verilog HDL基础知识 HDL基础知识 嵌入式处理器介绍 FPGA设计流程 设计流程
2.1 Verilog HDL基础知识 基础知识
概述 HDL（Hardware Description Language）是 （ ） 一种用形式化方法来描述数字电路和数字逻辑系统 的硬件描述语言。 的硬件描述语言。 有两种类型：VHDL 和 Verilog HDL。 有两种类型： 。 Verilog HDL语言具有这样的描述能力：设计的行 语言具有这样的描述能力： 语言具有这样的描述能力 为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成， 为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成， 以及包含响应监控与设计验证方面的时延和波形 产生机制。 产生机制。
6.运算符和表达式 运算符和表达式 常用的算术运算符主要有 加法（二元运算符）：“+” 加法（二元运算符）：“ ）： 减法（二元运算符）： 减法（二元运算符）： “-” 乘法（二元运算符）： ” ）：“ 乘法（二元运算符）：“*” (1)算术操作结果的位数长度 算术操作结果的位数长度 算术表达式结果的长度由最长的操作数决定。 算术表达式结果的长度由最长的操作数决定。在 赋值语句中， 赋值语句中，算术操作结果的长度由操作符左端 目标长度决定。 目标长度决定。
字符串是双引号内的字符序列 字符串不能分成多行书写 "INTERNAL ERROR" " REACHED－ >HERE " 用8位ASCII值表示的字符可看做是无符号整 位 值表示的字符可看做是无符号整 因此字符串是8位 值的序列。 数，因此字符串是 位ASCII值的序列。为存储字 值的序列 符串“ 符串“INTERNAL ERROR ”，变量需要 ，变量需要8*14位： 位 reg[1:8*14] Message； ； …… Message = "INTERNAL ER法器的形成语言为
module addr (a, b, cin, count, sum); / /模块名及 模块名及 输入输出端口列表 input [2:0] a; / /定义信号流向及位宽 定义信号流向及位宽 input [2:0] b; input cin; output count; output [2:0] sum; assign {count,sum} = a +b + cin; / /功能描述 功能描述 endmodule
整型数可以按如下两种方式书写： 整型数可以按如下两种方式书写： 十进制形式整数的例子： 十进制形式整数的例子： 32 十进制数 十进制数32 -15 十进制数-15 十进制数
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：
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
自顶向下的设计方法
通过自顶向下的设计方法，可以实现设计的结构化， 通过自顶向下的设计方法，可以实现设计的结构化，可以 使一个复杂的系统设计由多个设计者分工合作， 使一个复杂的系统设计由多个设计者分工合作，还可以实 现层次化的管理。 现层次化的管理。
模块
模块（module）是Verilog的基本描述单位，用于描述某 模块（ ） 的基本描述单位， 的基本描述单位 个设计的功能或结构以及与其他模块通信的外部端口。 个设计的功能或结构以及与其他模块通信的外部端口。
4. 数字值集合 (1) 值集合 Verilog HDL中规定了四种基本的值类型，这四 中规定了四种基本的值类型， 中规定了四种基本的值类型 类基本值组成了Verilog HDL中的常量，即 中的常量， 类基本值组成了 中的常量 0：逻辑 或“假”； ：逻辑0或 1：逻辑1或“真”； ：逻辑 或 X：未知值； ：未知值； Z：高阻。 ：高阻。
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
Verilog HDL基本语法 基本语法 1.标识符 1.标识符 Verilog HDL中的标识符可以是任意一组字母、数 中的标识符可以是任意一组字母、 中的标识符可以是任意一组字母 符号和_(下划线 符号的组合， 字、$符号和 下划线 符号的组合，但标识符的 符号和 下划线)符号的组合 第一个字符必须是字母或者下划线。另外， 第一个字符必须是字母或者下划线。另外，标识 符是区分大小写的。 符是区分大小写的。 例
(2)常量 常量
Verilog HDL中有三种常量：整型、实型和字符串 中有三种常量： 中有三种常量 整型、 下划线符号（ 可以随意用在整数或实数中， 型。下划线符号（ _ ）可以随意用在整数或实数中， 它们就数量本身没有意义，可用来提高易读性，唯 它们就数量本身没有意义，可用来提高易读性， 一的限制是下划线符号不能用做首字符。 一的限制是下划线符号不能用做首字符。
Count COUNT R56_68 FIVE$
//与Count不同 与 不同
Verilog HDL定 定 义的一些常用的 关键词
always edge endspecify if module
and else endtable initial negedge