verilog行为建模
SystemVerilog硬件设计及建模

SystemVerilog硬件设计及建模引言在硬件设计领域,SystemVerilog是一种广泛使用的硬件描述语言。
它结合了Verilog HDL和一些现代编程语言的特性,使得硬件设计和建模更加高效和灵活。
本文将介绍SystemVerilog的基本概念和语法,以及如何利用它进行硬件设计和建模。
SystemVerilog基础模块和端口在SystemVerilog中,设计被组织成一个个模块。
每个模块由一个或多个端口组成,其中包含输入端口、输出端口和双向端口。
端口是模块与外部世界之间通信的接口。
以下是一个简单的SystemVerilog模块的示例:module MyModule(input wire clk, input wire rst, input wire A, input wire B, output wire C);// 模块逻辑always @(posedge clk or posedge rst)if (rst)C <= 0;elseC <= A & B;endmodule数据类型SystemVerilog支持多种数据类型,包括基本数据类型(如整数和实数)和复杂数据类型(如数组和结构体)。
它还支持用户自定义数据类型。
以下是一些常用的数据类型示例:•整数类型:int, bit, logic•实数类型:real, time•数组类型:int my_array[8]•结构体类型:typedef struct packed {int x;int y;} my_struct;时序和复位在SystemVerilog中,时序和复位是设计中非常重要的概念。
时序表示硬件的时间顺序行为,比如时钟上升沿触发的操作。
复位用于将设计状态恢复到初始状态。
以下是一个简单的时序和复位示例:always @(posedge clk or posedge rst)if (rst)// 复位逻辑else// 时序逻辑仿真和验证SystemVerilog提供了丰富的仿真和验证功能,以验证设计的正确性。
行为级建模

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case语句类似于多路选择器,下面使用case语句实现四选一多路选择器。
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case语句逐位比较表达式的值和候选项的值,每一位的值可能是0,1,x或 z。上例中只考虑0和1的情况,将x和z的情况归结为default。我们也可以将 这部分进行单独的说明,如下:
所有在initial语句内的语句构成了一个initial块。initial块从仿真0时刻开始执 行,在整个仿真过程中只执行一次。 如果一个模块中包括了若干个initial块,则这些initial块从仿真0时刻开始并 发执行,且每个块的执行是各自独立的。 如果在块内包含了多条行为语句,那么需要将这些语句组成一组,一般是 使用关键字begin和end将它们组合为一个块语句;如果块内只有一条语句, 则不必使用begin和end。
7.3时序控制
7.3.1 基于延迟的时序控制 Verilog提供了三种时序控制方法:基于延迟的时序控制、基于事件的时序 控制和电平敏感的时序控制。
基于延迟的时序控制出现在表达式中,它指定了语句开始执行到执行完成 之间的时间间隔。
延迟值可以是数字、标识符或表达式,需要在延迟值前加上关键字#。对于 过程赋值,Verilog提供了三种类型的延迟控制:常规延迟控制、赋值内嵌 延迟控制和零延迟控制。
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7.1.2 always语句
always语句包括的所有行为语句构成了一个always语句块。该always语句 块从仿真0时刻开始顺序执行其中的行为语句;在最后一条执行完成后,再 次开始执行其中的第一条语句,如此循环往复,直至整个仿真结束。
always语句通常用于对数字电路中一组反复执行的活动进行建模。例如时 钟信号发生器,每半个时钟周期时钟信号翻转一次。在现实电路中只要电 源接通,时钟信号发生器从时刻0就有效,一直工作下去。
CH3_Verilog建模

Order must match exactly
//Description of 1-bit full adder module fulladder (S,CO,A,B,Cin);
input A,B,Cin;
output S,CO; wire S1,D1,D2; halfadder HA1 (S1,D1,A,B);
a<b
1
a>b
0
a<=b
1
a>=b
0
相等与全等运算符 ==, !=, ===, !==
a、b的初值同为4‘b0100,c和d的初值同为4’b10x0
a= =b
1 c= =d x
a!=b
0 c!=d x
a= = =b a!= =b
1 c= = =d 1 0 c!= =d 0
运算符的优先级
! * + << < == & ^ | && || ?: ~ / % >> <= > != === ~& ~^ ~| 最高优先级
output S,C;
xor (S,A,B); and (C,A,B); endmodule
halfadder HA2 (S,D2,S1,Cin);
or g1(CO,D2,D1); endmodule
(3)四位全加器( top level ):
//Description of 4-bit full adder module _4bit_adder (S,C4,A,B,Cin); input [3:0] A,B; here names must match exactly input Cin; output [3:0] S; output C4; wire C1,C2,C3; //(S,CO,A,B,Cin) fulladder FA0 (.S(S[0]),.A(A[0]),.B(B[0]),.Cin(Cin) ,.CO(C1)), FA1 (S[1],C2,A[1],B[1],C1), FA2 (S[2],C3,A[2],B[2],C2), FA3 (S[3],C4,A[3],B[3],C3); endmodule
verilog !用法 -回复

verilog !用法-回复Verilog 是硬件描述语言(Hardware Description Language, HDL) 的一种,主要用于描述数字系统的行为和结构。
它是一种高级语言,可用于描述电子系统的硬件功能和电路行为。
Verilog 具有模块化和并行化的特性,能够快速且准确地描述电子系统及其各个组件之间的相互关系。
本文将以"Verilog 用法" 为主题,为读者逐步介绍Verilog 的基础知识和常见用法。
第一部分:Verilog 简介和基础知识(500 字)1. 什么是Verilog?Verilog 是一种硬件描述语言,用于描述数字系统的行为和结构。
它是一种高级语言,能够准确描述电子系统的硬件功能和电路行为。
2. Verilog 的起源和发展最早的Verilog 是在1984 年由Gateway Design Automation 公司的Philip Moorby 发明的。
之后,它被开放出来,并逐渐成为数字系统设计的行业标准。
3. Verilog 的基本元素Verilog 包含模块(module)、端口(port)、信号(signal)、寄存器(register)、线网(wire)、输入(input)、输出(output)、内部连接(assign)等基本元素,这些元素共同构成了一个完整的Verilog 描述。
4. Verilog 的行为建模Verilog 提供了多种行为建模的方式,包括组合逻辑(combinational)、时序逻辑(sequential)、有限状态机(finite state machine)等,使得设计者能够准确地描述电子系统的行为和时序。
第二部分:Verilog 模块和端口定义(500 字)1. Verilog 模块的定义Verilog 中的模块是一个独立的功能单元,它可以包含多个输入输出端口和内部信号,用于描述一个子系统的功能。
模块内部可以包含连接和互连逻辑,以及寄存器等具体的硬件描述。
两步增量adc的veriloga行为级建模与仿真分析

电子设计工程Electronic Design Engineering第28卷Vol.28第10期No.102020年5月May 2020收稿日期:2019-09-15稿件编号:201909091作者简介:魏巍(1995—),女,辽宁锦州人,硕士研究生。
研究方向:数/模混合集成电路设计。
随着半导体技术的发展,芯片上的传感器系统可以集成更多的功能。
(SOC )一个低功耗和高效的高分辨率模数转换器(ADC )对于电池供电的集成传感器SOC 来说尤其重要。
在低频高分辨率传感器接口中[1],增量模数转换器[2](IADC )通常是最佳选择,具有更简单的抽取滤波,易于复用,低延迟等优点。
行为级模型由于仿真时间较短,仿真结果又能较好的反应实际电路的情况,是一种有效提高设计效率的手段。
本文综合考虑两步IADC 结构、性能等多方面因素[3],对一种采用双采样技术[4]的一位量化的两步IADC2+IADC1[5]结构搭建verilogA 模型,分析各模块的工作流程,并借助ADMS 软件进行了仿真,验证了结构方案的可行性,指导设计者根据行为级模型选择合适的相应晶体管电路,为电路晶体管及实现提供了重要参考依据。
1两步IADC 结构两步IADC 有SAR +IADC1[6,13],SAR +IADC2[7],IADC2+cyclic [8],Single-loopIADC2[9]和IADC2+IADC1[3]等几种结构,综合比较几种结构的优缺点,本文选择了IADC2+IACD1结构进行行为级模型的搭建。
两步增量ADC 的VerilogA 行为级建模与仿真分析魏巍,辛晓宁,栾鑫(沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110870)摘要:为了更好的设计实现一种通过对同一硬件多次使用实现高分辨率数据转换的二阶两步增量式ADC 电路的晶体管级电路,借助ADMS 仿真工具,对一种基于电路复用的双采样、一位量化两步IADC (IADC2+IAD1)的各个模块和整体进行了VerilogA 行为级建模,并给出了输入输出特性曲线,微分非线性等仿真结果。
Verilog建模示例

奇数分频电路
• 错位异或法:对占空比为50%的N倍奇数分频 • 首先进行上升沿出发的模N奇数,到某选定值时输出翻转,然后经 (N-1)/2再次翻转,得到一奇数N分频时钟; • 其次进行下降沿出发的模N记数,到某选定值时输出翻转,然后经 (N-1)/2再次翻转,也得到一奇数N分频时钟; • 将两个信号进行或运算
e a b y
3-8译码器
module decode3to8(din,reset,dout); input [2:0] din; input reset_n; output [7:0] dout; reg [7:0] dout; always @(din or reset) begin if (!reset_n) dout = 8’b0000_0000; else case (din) 1’b000: dout = 8’b0000_0001; 1’b001: dout = 8’b0000_0010; 1’b010: dout = 8’b0000_0100; 1’b011: dout = 8’b0000_1000; 1’b100: dout = 8’b0001_0000; 1’b101: dout = 8’b0010_0000; 1’b110: dout = 8’b0100_0000; 1’b111: dout = 8’b1000_0000; endcase end endmodule
二always块状态机
A/Z=0/1 A/Z=0/0
S0
A/Z=1/0
S3
A/Z=1/1
A/Z=0/0
A/Z=1/1
A/Z=0/0
S1
A/Z=1/1
S2
二always块状态机
module mealy_fsm(z,a, clk, rst_n); parameter S0 = 0,S1 = 1,S2 = 2,S3 = 3; output z; input a,clk,rst_n; reg z; reg [1:0] state,new_state; always @(posedge clk or negedge rst_n) if (~rst_n) state <= S0; else state <= new_state; end always @(state or a) case (state) s0: if (a) begin z = 1; new_state = S2; end else z = 0;
VerilogHDL建模概述

VerilogHDL建模概述Verilog HDL 建模概述在数字电路设计中,数字电路可简单归纳为两种要素:线和器件。
线是器件管脚之间的物理连线;器件也可简单归纳为组合逻辑器件(如与或⾮门等)和时序逻辑器件(如寄存器、锁存器、RAM等)。
⼀个数字系统(硬件)就是多个器件通过⼀定的连线关系组合在⼀块的。
因此,Verilog HDL的建模实际上就是如何使⽤HDL语⾔对数字电路的两种基本要素的特性及相互之间的关系进⾏描述的过程。
下⾯通过⼀些实例,以便对Verilog HDL 的设计建模有个⼤概的印象。
1 模块模块(module)是Verilog 的基本描述单位,⽤于描述某个设计的功能或结构及与其他模块通信的外部端⼝。
模块在概念上可等同⼀个器件就如我们调⽤通⽤器件(与门、三态门等)或通⽤宏单元(计数器、ALU、CPU)等,因此,⼀个模块可在另⼀个模块中调⽤。
⼀个电路设计可由多个模块组合⽽成,因此⼀个模块的设计只是⼀个系统设计中的某个层次设计,模块设计可采⽤多种建模⽅式。
1.1 简单事例下⾯先介绍⼏个简单的Verilog HDL程序。
例[1] 加法器module addr (a, b, cin, count, sum);input [2:0] a;input [2:0] b;input cin;output count;output [2:0] sum;assign {count,sum} = a +b + cin;endmodule该例描述⼀个3位加法器,从例⼦可看出整个模块是以module 开始,endmodule 结束。
例[2] ⽐较器module compare (equal,a,b);input [1:0] a,b; // declare the input signal ;output equare ; // declare the output signal;assign equare = (a == b) ? 1:0 ;/ * if a = b , output 1, otherwise 0;*/endmodule该例描述⼀个⽐较器,从上可看到,/* .... */ 和// ... 表⽰注释部分。
连载《fpga线下培训-第6天》【FPGA数据流建模、行为级建模、结构化建模区别】及【Ve。。。

连载《fpga线下培训-第6天》【FPGA数据流建模、⾏为级建模、结构化建模区别】及【Ve。
这篇⽂件记录,FPGA的3种建模⽅式及基本的Verilog HDL语法,内容会根据学习进度,不断更新⼀、FPGA的3种建模⽅式 A、数据流建模(assign)在数字电路中,信号经过组合逻辑时会类似于数据流动,即信号从输⼊流向输出, 并不会在其中存储。
当输⼊变化时,总会在⼀定时间以后体现在输出端 同样,我们可以模拟数字电路的这⼀特性,对其进⾏建模,这种建模⽅式通常被称为数据流建模 1.1、是使⽤连续赋值语句(assign)对电路的逻辑功能进⾏描述,该⽅式特别便于对组合逻辑电路建模 1.2、连续驱动,连续赋值语句是连续驱动的,也就是说只要输⼊发⽣变化,都会导致该语句的重新计算。
1.3、只有线⽹型的变量才能在assign语句中被赋值 1.4、因为assign语句中被赋值的变量,在仿真器中不会存储其值,所以该变量必须是线⽹(Nets)类型,不能是寄存器(reg)类型 1.5、线⽹类型的变量,可以被多重驱动,也就是说可以在多个assign语句中驱动同⼀个net 1.6、reg型变量,不能被不同的⾏为进程(eg:always块)驱动 1.7、建议使⽤assign对组合逻辑建模,这是因为assign语句的连续驱动特点与组合逻辑的⾏为⾮常相似, ⽽且在assign语句中加延时可以⾮常精确地模拟组合逻辑的惯性延时。
1.8、assign语句与⾏为语句块(always和initial)、其它连续赋值语句、门级模型之间是并⾏的。
⼀个连续赋值语句是⼀个独⽴的进程,进程之间是并发的,同时也是交织的 B、⾏为级建模(initial、always) ⾏为⽅式的建模是指采⽤对信号⾏为级的描述(不是结构级的描述)的⽅法来建模。
在表⽰⽅⾯,类似数据流的建模⽅式,但⼀般是把⽤initial 块语句或always 块语句描述的归为⾏为建模⽅式。
verilog的三种描述方式

verilog的三种描述方式
Verilog是一种硬件描述语言,用于描述和设计数字电路。
在Verilog中,有三种不同的描述方式:
1. 行为描述方式(Behavioral Modeling):行为描述方式是一
种基于事件的描述方法,用于描述数字电路的行为和功能。
在行为描述方式中,使用进程或函数来描述电路的操作和行为。
例如,使用if-else语句、for循环和并行块等来描述数字电路
的行为。
行为描述方式更接近于编程语言,可以方便地实现复杂的逻辑和算法。
2. 数据流描述方式(Dataflow Modeling):数据流描述方式是
一种基于信号流动的描述方法,用于描述数字电路的数据流和信号传递。
在数据流描述方式中,使用逻辑运算符(如AND、OR、NOT等)和信号赋值等来描述数字电路的数据流。
数据
流描述方式更接近于电路的物理结构,可以方便地实现组合逻辑。
3. 结构描述方式(Structural Modeling):结构描述方式是一
种基于模块和组件的描述方法,用于描述数字电路的结构和组成。
在结构描述方式中,使用模块实例化、端口连接和网表等来描述数字电路的结构。
结构描述方式更接近于电路的布局和连接,可以方便地进行模块化设计和层次化设计。
Verilog语言实现5分频电路的设计

Verilog语言实现5分频电路的设计1.行为建模方法:使用行为建模方法,可以通过描述电路的功能行为来实现5分频电路。
以下是使用Verilog语言进行行为建模的代码示例:```verilogmodule DivideBy5input wire clk,output wire clk_outreg [2:0] counter;counter <= 0;clk_out <= ~clk_out;end else begincounter <= counter + 1;endendendmodule```在该示例中,定义了一个模块`DivideBy5`,包含一个输入端口`clk`和一个输出端口`clk_out`,分别用于输入时钟信号和输出分频后的时钟信号。
`reg [2:0] counter`是一个3位的寄存器,用于计数。
当计数达到5时,即计数器的值为5,会将`counter`复位为0,并将输出时钟信号`clk_out`取反。
否则,计数器的值会自增12.结构建模方法:使用结构建模方法,可以通过组合和顺序电路的连接方式来实现5分频电路。
以下是使用Verilog语言进行结构建模的代码示例:```verilogmodule DivideBy5input wire clk,output wire clk_outwire clk_out_2;wire clk_out_3;wire clk_out_4;DivideBy2 div_by_2 ( .clk(clk), .clk_out(clk_out_2) );DivideBy2 div_by_3 ( .clk(clk_out_2), .clk_out(clk_out_3) );DivideBy2 div_by_4 ( .clk(clk_out_3), .clk_out(clk_out_4) );DivideBy2 div_by_5 ( .clk(clk_out_4), .clk_out(clk_out) );endmodulemodule DivideBy2input wire clk,output wire clk_outreg clk_out;clk_out <= ~clk_out;endendmodule```在该示例中,定义了两个模块`DivideBy5`和`DivideBy2`。
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。
第-五讲--行为建模PPT课件

西安邮电学院通信工程系
格式: begin: 块名 … end 或 fork:块名 … join
第五讲 行为建模
过程的时序控制
西安邮电学院通信工程系
在过程块中可以说明过程时序。过程时序控制有三类: ❖ 延时执行:#delay, 延迟指定时间步后执行语句 ❖ 边沿敏感事件的时序控制:@(<signal>)
第五讲 行为建模
有名块
有名块的块名作用: ❖ 便于实现对块语句的有效控制 用disable语句终止或提前结束有名块的执行过
程 ❖ 允许在块内引入局部变量 只在块内起作用的变量 变量名可以和块外的其他变量名相同 一定是寄存器类 例: begin: SEQ_BLK
reg[3:0] sat sat = mask & data; ff = ^sat; end
❖ Verilog的行为建模是用一系列以高级编程语言编写的并行的、动态的过
程块来描述系统的工作。
D触发器行为
在每一个时钟上升沿,
若Clr不是低电平,
ห้องสมุดไป่ตู้
置Q为D值,
置Qb为D值的反
无论何时Clr变低 置Q为0, 置Qb为1
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
过程块(procedural)
❖ 过程块是行为模型的基础。一个模块中可以有多个过程块,过程块有两种:
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
行为建模(描述)
❖ 行为级描述是对系统的高抽象级描述。在这个抽象级,注重的是整个系 统的功能而不是实现。
❖ Verilog有高级编程语言结构用于行为描述,包括:initial, always,@, wait, for, while, if else, case 和 forever 等。
verilog行为建模

#y x=x+1; //标识符延迟控制 #(4:5:6) q=0;//最小、典型和最大延迟值
end
延迟控制指定了 过程赋值语句被 推迟执行的时间。 延迟值总是指遇 到该赋值语句时, 需要等待执行的 相对时间。
b.内嵌赋值延迟控制
内嵌赋值延迟控制将延迟控制嵌入到赋值语句中,放在赋 值符的右边,这种延迟方式的效果与常规延迟赋值是完全 不同的。
a. 常规事件控制
使用符号 @ 语句执行的条件是信号的值发生了变化 正向跳变posedge 负向跳变negedge
@ (clock) q =d; //只要信号clock发生改变,就执行q=d语句 @ (posedge clock) q=d; //只要信号clock发生正向跳变,就执行q=d @ (negedge clock) q=d; //只要信号clock发生负向跳变……. q=@ (posedge clock) d; //立即计算d的值,在clock上升沿赋值给q
▪ Verilog的行为建模是用一系列以高级编程语言编写的并行的、 动态的过程块来描述系统的工作。
5.1 结构化过程语句
Verilog中有两种结构化过程语句:initial和always语句,是 行为建模的两种基本语句,所有的行为语句只能出现在这两种 结构化过程语句里。
➢每个initial语句和always语句代表一个独立的执行过程 (或过程块)。
b=a; //使用非阻塞语句的两个并行always块 always @ ( posedge clock)
a<=b; always @ ( posedge clock)
b<=a;
▪ 第一种描述使用阻塞赋值,产生了竞争。 ▪ 第二种描述使用非阻塞赋值语句,在时钟上升沿到来
《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第4章

拟仿真的过程语句,通常不能被逻辑综合工具所支持。
第4章 行为级建模方法
9
图4.1 initial语句执行顺序
第4章 行为级建模方法
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【例4.1】 用initial语句在仿真开始时对各变量进行初始 化。
initial begin ina ='b000000; #10 ina ='b011000; #10 ina ='b011010; #10 ina ='b011011; #10 ina ='b010011; #10 ina ='b001100; end
法格式如下: always @ <敏感信号表达式> 语句块
其中,语句块的格式为 <块定义语句1> 时间控制1 行为语句1;
… 时间控制n 行为语句n; <块定义语句2>
第4章 行为级建模方法
13
以上的格式中: (1) 关键词always表明了该过程块是一个“always过程 块”。 (2) @ <敏感信号表达式>是可选项,有敏感事件列表的 语句块被称为“由事件控制的语句块”,它的执行要受敏感 事件的控制。 (3) “时间控制”用来对过程块内各条语句的执行时间进 行控制,它可以是任何一种时间控制方式。 (4) 语句块中的行为语句可以是如下语句中的一种:过程 赋值语句(阻塞型或非阻塞型)、过程连续赋值语句、if条件分 支语句、case条件分支语句、循环控制语句(forever、repeat、 while、for循环控制语句)、wait等待语句、disable中断语句、 事件触发语句、任务调用语句(用户定义第4章 行为级建模方法
4
通过该例,应建立以下概念: (1) 只有寄存器类型的信号才可以在always和initial 语句 中进行赋值,类型定义通过reg语句实现; (2) 采用行为级描述方式,即直接采用“+”来描述加法, {Count,Sum}表示对位数的扩展,因为两个1 bit相加,产生 的和有两位,低位放在Sum变量中,进位放在Count 中; (3) always语句一直重复执行,由敏感列表(always语句括 号内的变量)中的变量触发; (4) always语句从0时刻开始; (5) 在begin和end之间的语句是顺序执行的,属于串行语 句。
第六讲 行为级建模.

置Q为0,
置Qb为1ຫໍສະໝຸດ 第五讲 行为建模西安邮电学院通信工程系
过程块(procedural)
过程块是行为模型的基础。一个模块中可以有多个过程块,过程块有两种:
initial块,只能执行一次 always块,循环执行
过程块中有下列部件
过程赋值语句:描述过程块中的数据流 时序控制:控制块的执行及块中的语句时序 高级结构(循环,条件语句等):描述块的功能
连续赋值 输出
output
过程块
Procedural blocks
寄存器类型
register
Continuous assignment
函数
function
双向
inout
参数
parameter
赋值语句
assign
过程块语句
initial block always block
系统任务和函数
System task & function
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
行为建模(描述)
行为级描述是对系统的高抽象级描述。在这个抽象级,注重的是整个系 统的功能而不是实现。 Verilog有高级编程语言结构用于行为描述,包括:initial, always,@, wait, for, while, if else, case 和 forever 等。 Verilog的行为建模是用一系列以高级编程语言编写的并行的、动态的过 程块来描述系统的工作。 D触发器行为 在每一个时钟上升沿, 若Clr不是低电平, 置Q为D值, 置Qb为D值的反 无论何时Clr变低
第五讲 行为建模
西安邮电学院通信工程系
第 五讲 行为建模1
verilog建模方式

verilog HDL建模方式简单的归纳为三类:结构化描述方式、数据流描述方式、行为描述方式。
一个模块中往往是将三种建模方式混合起来使用,来描述一个完整的功能。
系统级、算法级、RTL级属于行为级,门级、开关级属于结构级。
系统级:用高级语言实现设计模块的外部性能的模型。
算法级:用高级语言结构实现设计算法的模型。
RTL级:描述数据在寄存器之间流动和如何树立这些数据的模型门级:描述逻辑门以及逻辑门之间的连线的模型开关级:描述器件中三极管和存储节点以及他们之间连线的模型1)结构化的建模方式是通过对电路的层次和组成结构进行描述来建模,即通过对器件的调用(HDL概念称为例化),并使用线网来连接各器件来描述一个模块的结构。
这里的器件包括Verilog HDL的内置门如与门and,异或门xor等,也可以是用户自定义的一个模块,还可以是FPGA厂商的提供的一个基本逻辑单元或者宏。
结构化的描述方式反映了一个设计的层次结构。
module FA_struct (A, B, Cin, Sum, Cout);input A;input B;input Cin;output Sum;output Cout;wire S1, T1, T2, T3;// -- statements -- //xor x1 (S1, A, B);xor x2 (Sum, S1, Cin);and A1 (T1, A, B );and A2 (T2, B, Cin);and A3 (T3, A, Cin);or O1 (Cout, T1, T2, T3 );endmodule该实例显示了一个全加器由两个异或门、三个与门、一个或门构成。
S1、T1、T2、T3则是门与门之间的连线。
代码显示了用纯结构的建模方式,其中xor 、and、or 是Verilog HDL 内置的门器件。
以 xor x1 (S1, A, B) 该例化语句为例:xor 表明调用一个内置的异或门,器件名称xor ,代码实例化名x1(类似原理图输入方式)。
system verilog语法总结

system verilog语法总结以下是SystemVerilog语法的总结:1. 模块:SystemVerilog程序由一个或多个模块组成,模块是设计的构建块。
模块可以是分层的,可以包含其他模块或模块实例。
2. 端口:模块可以有输入、输出或双向端口。
端口声明指定传入或传出模块的信号的数据类型、方向和大小(如果适用)。
3. 数据类型:SystemVerilog支持各种数据类型,包括整数、实数、布尔值和字符串。
它还提供了数组和结构等复合类型。
4. 变量:在SystemVerilog中,可以使用"reg"或"logic"关键字声明变量。
它们可以是任何支持的数据类型,并且可以使用过程语句赋值。
5. 过程块:SystemVerilog提供了类似"always"、"initial"和"task/function"的过程块。
这些块允许您使用过程语句(如if-else、for循环、while循环等)来定义设计的行为。
6. 连续赋值:连续赋值用于描述模块内的组合逻辑。
它们使用assign关键字,并指定确定左侧信号值的右侧表达式。
7. 运算符:SystemVerilog支持各种运算符,包括算术、位、逻辑、比较和连接运算符。
这些运算符允许您对信号和变量进行操作。
8. 行为建模:SystemVerilog允许使用过程块、任务和函数进行行为建模。
这使您能够使用高级编程结构描述设计的功能。
9. 测试台:测试台是用于验证设计功能的单独模块或一组模块。
它生成输入刺激并监视输出,以确保正确操作。
10. 验证构造:SystemVerilog提供了各种验证构造,如断言、覆盖属性和带有随机刺激生成的测试台。
这些构造有助于验证设计的正确性。
请注意,这只是SystemVerilog语法的简要总结。
根据您的具体要求和用例,还有许多更多的功能和细节可以探索。
verilog建模例程课件例程

建模方式
在hdl的建模中,主要有结构化描述方式、数 据流述方式和行为描述方式.可采用三种不 同方式或混合方式对设计建模。 在实际的设计中,往往是多种设计模型的混 合。一般地,对顶层设计,采用结构描述方 式,对低层模块,可采用数据流、行为级或 两者的结合。
结构化的建模方式就是通过对电路结构的描述来 建 模,即通过对器件的调用(hdl概念称为例化),并使 用线网来连接各器件的描述方式。 数据流的建模方式就是通过对数据流在设计中的具 体行为的描述来建模。最基本的机制就是用连续赋 值语句。在连续赋值语句中,某个值被赋给某个线网 变量(信号)。 行为方式的建模是指采用对信号行为级的描述(不 是结构级的描述)的方法来建模。在表示方面,类似 数据流的建模方式,但一般是把用initial 块语句或 always 块语句描述的归为行为建模方式。行为建模方 式通常需要借助一些行为级的运算符如加法运算符 (+),减法运算符(-)等。 在本课程里我们也是把数据流描述归属为行为描述。
行为描述方式
module muxtwo(out,a,b,sel); input a,b,sel; output out; reg out; always@(a or b or sel) if(sel==0) out=a; else out=b; endmodule
9.1 行为描述方式建模
硬件电路的行为特性则主要指该电路输入、 输出信号间的逻辑关系,这种逻辑关系以何 种方式表达更为合适,取决于所处的阶段, 或者说取决于所处的级别。 在可综合的电路设计中,一般采用always 过 程语句来描述电路的行为特性。这种行为描 述方式即适合于时序逻辑电路,也适合于组 合逻辑电路的设计
任务定义和函数定义部分都是可选的,它们引入的目的是为 了描述模块中被多次执行的部分以及为了增强代码的易读性。
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module clock_gen (clock); output clock; reg clock; initial clock=1’b0; always #10 clock = ~clock; endmodule
▪ always语句从仿真0时刻起,每隔10个时间单位执行一次clock信号取反 操作。
同时进行端口/数据声明和初始化
module adder (sum,co,a,b,ci);
output reg [7:0] 位sum
output reg 化1位co
sum=0;//初始化8 co=0;//初始
input [7:0] a, b;
input
ci;
…..
endmodule
2. always语句
▪ 在每个时钟上升沿时读取in1,in2,in3和reg1,计算右 侧表达式,该值临时保存。
▪ 对左侧的赋值在相应的调度时刻发生。 ▪ 每个赋值操作在被调度的仿真时刻完成。
▪ 使用非阻塞赋值来避免竞争
//使用阻塞语句的两个并行always块 always @ ( posedge clock)
a=b; always @ ( posedge clock)
b=a; //使用非阻塞语句的两个并行always块 always @ ( posedge clock)
x=0; y=0; z=1; counter=0; reg_a= 16’b0; reg_b=reg_a; #15 reg_a[2] <=1’b1; #10 reg_b[15:13]<={x, y, z} count<=count +1; end
▪ reg_a[2]=1在15时 刻执行
▪ reg_b[15:13]={x,y, z}在时刻10执行。
5.2 过程赋值语句
▪ 在过程块中的赋值称为过程赋值。 ▪ 在过程赋值语句中表达式左边的信号必须是寄存器类型
(如reg类型) ▪ 在过程赋值语句等式右边可以是任何有效的表达式,数据
类型也没有限制。 ▪ 如果一个信号没有声明则缺省为wire类型。使用过程赋值
语句给wire赋值会产生错误。
▪ Verilog包括两种过程赋值语句
时间
所执行语句
0
பைடு நூலகம்
m=1’b0;
5
a=1’b1;
10
x=1’b0;
30
b=1’b0;
35
y=1’b1;
end
endmodule
Initial块语句在仿真期间只执行一次,一般用于初始化、信号监 视、生成仿真波形等。也可用变量声明的方式来进行初始化。
在变量声明的同时进行初始化
//定义时钟变量 reg clock; //设置值为0 initial clock=0; //不用上术方法,只直接在变 //量声明时初始化 reg clock=0;
5.1 结构化过程语句
Verilog中有两种结构化过程语句:initial和always语句,是 行为建模的两种基本语句,所有的行为语句只能出现在这两种 结构化过程语句里。
➢每个initial语句和always语句代表一个独立的执行过程 (或过程块)。
这两种语句不能嵌套使用。verilog本质上是并发的,这些 块并发执行,而不是顺序执行。
▪ 行为级描述是对系统的高抽象级描述。在这个抽象级,注重 的是整个系统的功能而不是实现。
▪ Verilog有高级编程语言结构用于行为描述,包括: wait, while, if then, case和forever,for等
▪ Verilog的行为建模是用一系列以高级编程语言编写的并行的、 动态的过程块来描述系统的工作。
▪ 使用“<=”作为赋值符 ▪ 非阻塞赋值语句并行执行,即一条语句不会“阻塞”其
它语句执行,充许赋值调度。
reg x, y, z; reg [15:0] reg_a, reg_b; interget counter; //所有的行为语句放在initial或always
块内 initial begin
initial begin
Time 0
x=0; y=0; z=1; counter=0;
reg_a= 16’b0; reg_b=reg_aT;ime 15
#15 reg_a[2] =1’b1; #10 reg_b[15:13]={x, y, Tzi}me 25
count=count +1;
end
2.非阻塞赋值语句
1.initial语句
▪ 只能执行一次 ▪ 一个模块中若有多个initial块,则它们同时执行。 ▪ 块内若有多条语句,需要用begin和end将它们组合,一条语句则不需要。
module stimulus;
reg x, y, a, b, m;
initial m=1’b0;//一条语句,无需begin-end initial begin //多条语句,需begin-end #5 a=1’b1; #25 b=1’b0; end initial begin #10 x=1’b0; #25 y=1’b1;
第五讲 行为建模
结构化的过程语句 过程赋值语句 时序控制。 条件语句 分支语句 循环语句 顺序块和并行块
随着设计复杂程度的不断提高,在设计早期对所采用的算法和 各种整体结构进行全面的评价变得十分重要,这时需要进行 行为描述。
行为描述:从电路的外部行为角度进行描述,即描述电路的 输入与输出之间的关系。
▪ count=count+1在 时刻0执行
▪ 此处仅为说明阻塞 和非阻塞之区别, 不要在同一个块内 同时使用两种语句。
非阻塞赋值常用来描述多个数据并发传输的行为。
always @ ( posedge clock) begin
reg1<= #1 in1; reg2<= @ (negedge clock ) in2 ^ in3; reg3<= #1 reg1; end
▪ 阻塞赋值 ▪ 非阻塞赋值
1.阻塞赋值语句
▪ 使用“=”作为赋值符 ▪ 阻塞赋值语句按顺序执行,一条语句完全执行完后,才
执行下一条语句,即有“阻塞”作用。
reg x, y, z;
reg [15:0] reg_a, reg_b;
interget counter;
//所有的行为语句放在initial或always 块内