Verilog仿真验证
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的用途
Verilog的用途1. 数字系统设计：Verilog最常见的用途之一是设计数字电路和系统。
它提供了一种描述硬件功能和结构的方式，使工程师能够将问题抽象成代码，并在硬件中实现。
因此，Verilog在各种应用中都发挥作用，包括处理器、存储器、通信系统、图像处理、音频处理等。
2. 硬件建模：Verilog可以用于建模和验证硬件系统的功能。
它允许工程师在早期设计阶段使用软件来仿真硬件行为，以验证设计的正确性。
通过建立准确的模型，工程师能够更好地理解和评估硬件系统。
3. 硬件验证：Verilog提供了一种验证硬件系统的方法。
验证是确保硬件系统工作正常的过程，通过提供大量的测试用例来检查系统的正确性。
工程师可以使用Verilog编写测试用例，并使用仿真器来验证硬件的行为。
4. 电路综合：Verilog还可以用于电路综合，将高级级代码转换为逻辑门级网表。
这是将设计从概念级到实施级的重要步骤。
通过电路综合，工程师可以根据特定的目标（如时延、功耗等）生成一个优化的电路设计。
5. FPGA和ASIC设计：Verilog是在FPGA（可编程逻辑器件）和ASIC（应用特定集成电路）上实现硬件设计的主要语言之一、由于FPGA和ASIC的实现目标不同，Verilog提供了灵活的设计风格和优化技术，以满足不同的需求。
6. 混合信号系统设计：除了数字设计外，Verilog还可以与模拟和混合信号系统集成。
这使得工程师能够在一个环境中同时处理数字和模拟信号，从而提高系统的整体性能和可靠性。
7. 硬件仿真：Verilog除了用于描述硬件行为外，还可以用于进行硬件仿真。
工程师可以在仿真器中加载Verilog代码，并模拟硬件的行为。
这样，他们可以在实际硬件实现之前评估系统的性能、功能和正确性。
8. 硬件调试：Verilog在硬件调试中也是非常有用的。
由于硬件设计的复杂性，出现错误时找到问题可能会很困难。
Verilog提供了调试功能，如信号波形查看、断点设置、单步执行等，可以帮助工程师定位和修复问题。
第11章 Verilog仿真验证
11.07.2020
.
13
11.2 使用ModelSim进行仿真
5. 执行仿真
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14
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
1. 函数$display
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15
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
1. 函数$display
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3. 编译仿真文件
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11.2 使用ModelSim进行仿真
3. 编译仿真文件
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11.2 使用ModelSim进行仿真
4. 装载仿真模块和仿真库
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5. 执 行 仿 真
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11.2 使用ModelSim进行仿真
11.4.1 基本元件及其用法 5. tranif0、rtranif0、tranif1和rtranif1
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11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.1 基本元件及其用法
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11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.1 基本元件及其用法
11.6.2 fork-join块语句
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11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
11.07.2020
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47
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
第11章 Verilog仿真验证
36
36
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
37
37
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
38
38
11.4.2 用户自定义元件 （UDP）
39
39
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.6.1 initial语句
45
45
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
46
46
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
47
47
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
48
48
11.6.2 fork-join块语句
59
11.9 Verilog数字系统仿真
60
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习题
11-1 简述Verilog仿真流程。 11-2 试举例说明$display、$monitor、$strobe之间的差别。$time与 $stime有什么差别？ 11-3 试用UDP构建3选1多路选择器。 11-4 如何生成时钟激励信号？什么是TestBench？ 11-5 如何使用Verilog语句生成异步复位激励信号和同步复位激励信号？ 11-6 试使用基本元件构成一位全加器。 11-7 试说明fork-begin与begin-end的区别。 11-8 编写一个Verilog仿真用程序，产生一个reset复位激励信号，要求 reset信号在仿真开始保持低电平，过10个时间单位后变高电平，再过100 个时间单位，恢复成低电平。 11-9 编写一个用于仿真的时钟发生Verilog程序，要求输出时钟激励信 号clk，周期为50ns。 11-10 试探索用多种方式在仿真时实现如同习题11-8所描述的时钟激励信 号。
第11章-Verilog仿真与验证
6. $random
$random是产生随机数的系统函数，每次调用该函数将返 回一个32位的随机数，该随机数是一个带符号的整数。
7. 文件输出
与C语言类似，Verilog也提供了很多文件输出类的系统任 务，可将结果输出到文件中。这类任务有：$fdisplay、 $fwrite、$fmonitor、$fstrobe、$fopen和$fclose等。 $fopen用于打开某个文件并准备写操作，$fclose用于关 闭文件，而$fdisplay、$fwrite、$fmonitor等系统任务则 用于把文本写入文件。
$display ($time,,,”a=%h b=%h c=%h”,a,b,c);
1. $display与$write
格式控制符
格式控制符
说明
%h或%H 以16进制形式显示 %d或%D 以10进制形式显示 %o或%O 以8进制形式显示 %b或%B 以2进制形式显示 %c或%C 以ASCII字符形式显示 %v或%V 显示net型数据的驱动强度 %m或%M 显示层次名 %s或%S 以字符串形式输出 %t或%T 以当前的时间格式显示
Verification consumes about:
70% of the design effort 80% of the total code volume Verification engineers twice as RTL designers
The methodologies to reduce the verification time
0 1 1 : 1;
1 0 0 : 0;
1 0 1 : 1;
1 1 0 : 1;
systemverilog验证方法
systemverilog验证方法SystemVerilog验证方法引言在现代芯片设计中，验证是一个非常重要的环节。
SystemVerilog 是一种常用的硬件描述语言，有许多验证方法可以帮助设计人员有效验证设计的正确性。
本文将详细介绍一些常用的SystemVerilog验证方法。
1.仿真验证方法•使用仿真工具进行功能验证–利用Simulator工具来模拟设计行为以进行功能验证。
验证工程师可以编写testbench来生成输入数据，驱动设计的输出，并进行断言验证。
–通过创建各种激励来测试设计中的不同情况，包括边界情况、异常情况和极端情况等。
•波形分析验证–利用仿真工具生成波形，并分析波形来验证设计的正确性。
可以检查信号的时序关系、逻辑等，并比较期望结果和实际结果。
波形分析验证可以在不同抽象级别进行，包括电平验证、逻辑状态验证和功能验证等。
2.形式验证方法形式验证是一种使用形式工具来验证设计是否满足规范的方法。
形式工具基于设计的数学模型进行验证，可以全面而快速地验证设计的正确性。
•模型检查方法–使用形式工具对设计进行形式化建模，并使用模型检查器来验证设计是否满足特定的属性。
设计人员需要编写属性规范来描述设计的期望行为，并利用模型检查器来自动验证属性是否满足。
•定理证明方法–使用形式工具来进行数学定理的证明来验证设计的正确性。
设计人员需要将设计抽象为一个形式化的数学模型，并利用定理证明器来验证设计是否满足特定的性质。
3.边界扫描方法边界扫描方法是一种将设计周围的接口边界进行扫描以验证设计的方法。
•验证接口协议–针对设计中使用的接口协议，可以编写验证环境来验证接口协议是否正确地被设计所遵循。
验证环境可以利用随机算法生成各种接口交互情况，并验证设计的响应是否满足接口协议规定的规范。
•验证接口互连–针对设计中的各个接口之间的互连，可以编写验证环境来验证互连是否满足设计的要求。
验证环境可以生成接口交互的各种情况，并验证互连的正确性和稳定性。
第七讲 仿真验证
强制激励 字符串
#20 deassign top.dut.fsml.state_reg; end force 和 release 用于寄存器类型和网络连接类型（例如：门级扫 描寄存器的输出）的强制赋值，强制改写其它地方的赋值。 initial begin # 10 force top.dut.counter.scan_reg.q=0; # 20 release top.dut.counter.scan_reg.q; end 在以上两个例子中，在10到20 这个时间段内，网络或寄存器类 型的信号被强制赋值，而别处对该变量的赋值均无效。 force的赋值优先级高于assign。
2011-12-9
6
模块的测试 模块的
测试模块中常用的过程块： 测试模块中常用的过程块：
initial always
所有的过程块都 在0时刻同时启 动；它们是并行 的，在模块中不 分前后。 分前后。 initial块 initial块 只 执行一次。 执行一次。 always块 always块 只 要符合触发条件 可以循环执行。 可以循环执行。
module inline_tb; reg [7:0] data_bus; initial fork data_bus= 8’b00; ’ #10 data_bus = 8’h45; ’ #20 repeat (10) #10 data_bus = data_bus +1; #25 repeat (5) # 20 data_bus = data_bus <<1; #140 data_bua = 8’h0f; ’ join endmodule
注：在有些仿真器中，如果设计所用的时钟是由与其相同抽象级别的时钟 模型产生的，则仿真器的性能就能得到提高。
verilog仿真验证流程
verilog仿真验证流程Verilog simulation verification flow is a crucial step in the development process of digital designs. It ensures that the design functions as expected before moving on to the implementation stage. The process involves writing testbenches to stimulate the design and check its outputs against the expected results. This iterative process helps uncover bugs and issues early on, saving time and effort in the long run.Verilog仿真验证流程在数字设计开发过程中是一个至关重要的步骤。
它确保设计在进入实现阶段之前能如预期地工作。
该过程涉及编写测试平台来激励设计并检查其输出与预期结果是否一致。
这个迭代过程有助于及早发现错误和问题，从而节省时间和精力。
When it comes to Verilog simulation verification flow, there are several key components to consider. First, the design under test (DUT) should be thoroughly understood to create effective testbenches. Understanding the functionality and expected behavior of the DUT is crucial in writing stimuli that will exercise all aspects of the design. Next, the testbench itself needs to be carefully crafted toensure comprehensive coverage of the design. This includes creating test cases that cover both typical and edge-case scenarios to verify the robustness of the design.说到Verilog仿真验证流程，有几个关键组成部分需要考虑。
电子电路仿真与验证的方法与工具
电子电路仿真与验证的方法与工具电子电路仿真与验证是电子工程领域中非常重要的一步，它可以在设计和制造实际电路之前，通过计算机模拟和验证电路的性能，以确保电路设计的正确性和可靠性。
在本文中，我将介绍一些电子电路仿真与验证的常用方法与工具，并详细列出步骤。
一、电子电路仿真与验证方法：1. 数字电路仿真与验证：a. 静态仿真：通过手动计算和模拟的方法，验证电路的逻辑功能是否正确。
b. 动态仿真：使用EDA工具（如Verilog、VHDL等）进行电路模拟，并观察电路在不同输入下的输出情况，以验证电路的功能和时序性能。
2. 模拟电路仿真与验证：a. 基于SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）的电路仿真：通过建立电路的数学模型和元器件参数，使用SPICE软件进行仿真分析，验证电路的性能。
b. 物理仿真：使用仿真软件（如MATLAB、Spectre等），基于物理方程和模型对电路进行仿真，以预测电路的性能、功耗和温度等。
二、电子电路仿真与验证工具：1. 数字电路仿真与验证工具：a. EDA（Electronic Design Automation）工具：包括仿真器（如ModelSim、Questasim等）、综合器（如Xilinx ISE、Altera Quartus等）和布局布线工具（如Cadence、Mentor Graphics等），可用于逻辑仿真、综合、布局布线等环节。
b. Verilog仿真工具：如ModelSim、Xilinx ISE等，用于对Verilog电路进行仿真和验证。
2. 模拟电路仿真与验证工具：a. SPICE仿真器：如HSPICE、LTspice等，用于建立和仿真电路的数学模型，分析电路的性能。
b. Spectre仿真工具：如Cadence Spectre，用于模拟电路的时域和频域响应，预测电路的性能、功耗和噪声等。
VCS 仿真验证
$display/$write/$monitor $readmemh/$readmemb $time/$realtime $finish/$stop $random $fopen/$fclose
7
Testbench
8
Tools
编译仿真工具
–
–
– –
Synopsys VCS Mentor ModelSim Cadence nc-verilog Cadence Verilog-XL VirSim Debussy
16
Module/Top Simulation
模块仿真与顶层仿真的区别是产生激励的方式不同 模块仿真： 通过AMBA接口产生激励，包括AHB/APB 优点是直接快速，可对模块进行大量细节测试 主要用于模块设计初期 顶层仿真： 顶层仿真通过C编程，把编译好的二进制文件用 $readmemh/$readmemb读入ROM/FLASH中，通过 CPU的运行产生激励 主要用于设计后期
Verification Introduction
1
Overview
验证是确保设计和预定的设计期望一致的过程。
2
Verilog 仿真层次
Overview
dut testbench
Tool
3
Verilog 仿真流程 Module Simulation SOC Top Simulation Coverage Net Simulation
I-Cache D-Cache
GPIO SPI_M Bridge APB timer 0 UART0
tx0 rx0 tx1 rx1 scl sda
AMBA
clk csn pio[3:0] 4
AHB Inter-RAM Controller SRAM
veriloga语法 electrical
veriloga语法electrical摘要：1.Verilog 语法基础2.电路描述与建模3.仿真与验证4.设计与实现正文：Verilog 是一种硬件描述语言，广泛应用于数字系统设计和验证。
在电子电路设计中，Verilog 可以描述和模拟电路行为，帮助工程师进行电路设计和优化。
下面我们将详细介绍Verilog 的基本语法以及如何使用Verilog 进行电路建模和仿真验证。
1.Verilog 语法基础Verilog 语法主要包括基本的数据类型、运算符、控制结构和模块等。
数据类型包括布尔型、整数型、实数型等，运算符包括算术运算符、关系运算符和逻辑运算符等。
控制结构包括if-else 语句、for 循环、while 循环等。
模块则是Verilog 设计的基本单元，包括输入端口、输出端口和行为描述等。
2.电路描述与建模使用Verilog 进行电路描述时，需要首先了解电路的基本结构和原理。
然后，通过Verilog 语言中的各种语法元素，描述电路的输入输出关系、逻辑行为等。
例如，可以使用verilog 中的"and"门、"or"门、"not"门等基本逻辑门来构建复杂的逻辑电路。
3.仿真与验证在Verilog 中，可以利用仿真工具对设计的电路进行功能验证。
常用的仿真工具包括ModelSim、VCS 等。
通过编写测试平台，可以对电路进行功能测试，检查电路是否按照预期进行工作。
仿真验证是电子设计过程中非常重要的环节，可以有效提高设计质量和可靠性。
4.设计与实现在完成电路建模和仿真验证后，可以进一步进行电路的实际设计和制作。
这包括硬件制作、软件编程等多个环节。
通过Verilog 语言，可以生成对应的硬件描述文件，供后续硬件制作和测试使用。
同时，Verilog 也可以与其他EDA 工具（如Cadence、Mentor Graphics 等）相结合，实现整个电子设计流程的自动化和智能化。
verilogmodelsim对文件进行仿真读写
verilogmodelsim对⽂件进⾏仿真读写当需要对⼤量数据进⾏仿真验证时，可使⽤⽂件的读写⽅式验证；1.仿真⽂件读取（$readmemb，$readmemh）1.1⼆进制⽂件读取（1）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>);（2）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>,<起始地址>);（3）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>,<起始地址>,<终⽌地址>);1.2⼗六进制⽂件读取（1）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>);（2）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>,<起始地址>);（3）$readmemb("<数据⽂件名>",<存储器名>,<起始地址>,<终⽌地址>);eg:reg [7:0] bl_test_data[0:383];//定义寄存器数组⽤来缓存需要读取⽂件中的数据initialbegin$readmemh("H:/sim/bl_data/tem_filter_data_file_hex.txt",bl_test_data); //初始化时从 H:/sim/bl_data/tem_filter_data_file_hex.txt 中把数据读出并缓存到寄存器数组当中；end2.仿真⽂件写⼊（$fopen，$fwrite， $fclose）（1）$fopen ("<数据⽂件名>")打开⽂件；（2） $fwrite (⽂件指针,"%h ",需写⼊的数据);//其中⽂件指针需要提前定义，%h表⽰⼗六进制，%d表⽰⼗进制，$fwrite与$fdisplay的区别是fwrite不⾃动换⾏可加n来换⾏，fdisplay可⾃动换⾏;$fwrite(“%d\n”)和$fdisplay(“%d”) 效果⼀样（3）$fclose（⽂件指针）；关闭⽂件，关闭后⽂件写⼊⽆效，写不进去；（4）display（“need display data = %d ”,j）;数据打印eginitial begin:block_0integer lsf_data_hex;//定义数据指针lsf_data_hexinteger lsf_data_dex;//定义数据指针lsf_data_dexinteger j;lsf_data_hex = $fopen ("H:/sim/dig_bl/lsf_data_hex.txt");//初始化时打开⽂件lsf_data_hex，⽂件不存在时⾃动⽣成⽂件；lsf_data_dex = $fopen ("H:/sim/dig_bl/lsf_data_dex.txt");//初始化时打开⽂件lsf_data_dex，⽂件不存在时⾃动⽣成⽂件；forever begin@(posedge video_clk_in);if(write_test_start)begin//满⾜条件是往⽂件中写⼊相关数据for(j=0;j<8294400;j=j+1)begin$fwrite (lsf_data_hex,"%h ",lsf_data_rd_mem[j]);$fwrite (lsf_data_dex,"%d ",lsf_data_rd_mem[j]);$display ("%d",j);if(j == 8294399)begin//当写⼊⽂件的个数达到需求是关闭⽂件，后续的数据将写不进去，除⾮再次打开⽂件$fclose (lsf_data_hex);$fclose (lsf_data_dex);endend end end end。
第11章 Verilog仿真与验证
11.2 用户自定义元件（UDP）
利用UDP（User Defined Primitives）用户可以自己 定义基本逻辑元件的功能，用户可以象调用基本门元件一样 来调用这些自己定义的元件。 UDP关键词为primitive和endprimitive。与一般的模 块相比，UDP模块具有下面一些特点： ◆ UDP的输出端口只能有一个，且必须位于端口列表的 第一项。只有输出端口能被定义为reg类型。 ◆ UDP的输入端口可有多个，一般时序电路UDP的输入 端口可多至9个，组合电路UDP的输入端口可多至10个。 ◆ 所有的端口变量必须是1位标量。 ◆ 在table表项中，只能出现0、1、x三种状态，不能出 现z状态。
只用于时序元件的输出
从逻辑v到逻辑y的转变 表示输入端有任何变化 表示上升沿 表示下降沿 包含x态的上升沿跳变 包含x态的下降沿跳变
11.3 延时模型的表示
延时包括门延时、assign赋值延时和连线延时等。
门延时是从门输入端发生变化到输出端发生变化的延
迟时间； assign赋值延时指等号右端某个值发生变化到等号左 端发生相应变化的延迟时间； 连线延时则体现了信号在连线上的传输延时。 如果没有定义时延值，缺省时延为0。
verilog仿真文件例程
verilog仿真文件例程Verilog是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的行为，结构和功能。
仿真文件是使用Verilog语言编写的，用于验证和验证你的电路设计是否按预期工作的模拟文件。
下面是一个简单的Verilog仿真文件例程，以帮助您更好地理解如何编写和使用仿真文件：`module my_design_testbench;// 定义仿真时钟信号reg clk;// 定义要测试的信号reg input_signal;wire output_signal;// 被测试设计的实例化my_design dut (.clk(clk),.input(input_signal),.output(output_signal));// 定义仿真时钟行为always beginclk = 0;#5; // 延迟5个仿真时间单位clk = 1;#5; // 延迟5个仿真时间单位end// 定义输入信号行为always begininput_signal = 0;#10; // 延迟10个仿真时间单位input_signal = 1;#10; // 延迟10个仿真时间单位end// 定义仿真结束条件initial begin#50; // 延迟50个仿真时间单位后结束仿真$finish; // 结束仿真endendmodule`上面的例程展示了一个简单的测试台，在其中实例化了一个名为"my_design"的设计。
这个设计有一个时钟输入信号（clk），一个输入信号（input_signal），一个输出信号（output_signal）。
仿真时钟信号通过一个`always`块来控制，并在每次上升沿延迟一个固定的时间单位。
输入信号通过另一个`always`块控制，并在每个循环中切换两个不同的输入值。
仿真结束条件由`initial`块定义，其中仿真将在延迟50个时间单位后终止。
通过运行仿真文件，你可以观察到设计在给定的输入下产生的输出信号，并验证设计是否按照预期工作。
system_verilog 验证小技巧与案例
system_verilog 验证小技巧与案例在SystemVerilog中，验证是非常重要的一步，可以帮助我们检查设计的正确性并确保其按预期工作。
以下是一些SystemVerilog验证的小技巧和案例。
1.使用断言（assertions）进行验证：断言是一种在代码中插入的逻辑语句，用于在运行时检查特定条件。
它们可以帮助我们捕捉设计中的错误和问题。
例如，对于一个FIFO设计，我们可以编写一个断言来检查写入和读取操作是否按照预期进行。
`assert (wr_en === (rd_en === 0));`这个断言会在写使能和读使能同时为1时进行验证，以确保读写操作不会同时进行。
2.使用模拟环境进行验证：在验证过程中，我们通常需要创建一个模拟环境来模拟设计的行为。
这个环境通常包括一个测试程序和设计的驱动程序、监听器和功能模型等。
测试程序主要用于生成输入和验证输出，而驱动程序则负责将测试向设计输入，监听器则用于捕获设计的输出并与期望值进行比较，功能模型则用于模拟设计的行为。
例如，对于一个简单的计数器设计，我们可以编写一个测试程序来递增计数器的值，并验证计数器的值是否按预期递增。
3.使用覆盖率分析：覆盖率分析是一种用于确定设计代码是否已被完全测试的方法。
SystemVerilog提供了覆盖率分析的功能，可以帮助我们确定代码的覆盖率，并找出未被完全测试的部分。
覆盖率分析可以使用covergroup和coverpoints来实现。
covergroup提供了用于组织和管理覆盖率数据的方法，而coverpoints则用于指定要测试的代码的特定部分。
例如，对于一个模块，我们可以使用covergroup来收集每个输入组合的覆盖率，并确定哪些输入组合尚未被测试到。
4.使用随机化测试：SystemVerilog提供了一些功能，例如randomize()和randomize_with()，可用于生成随机输入并对设计进行测试。
基于verilogHDL的DES加密算法设计及仿真验证.
目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 DES加密算法背景 (2)1.2 研究DES加密算法的意义 (2)第2章 DES加密算法工作原理 (3)2.1 DES加密算法概述 (3)2.2 DES加密算法主要流程 (4)2.2.1 密钥置换函数PC-1 (4)2.2.2 密钥移位 (5)2.2.3 密钥置换函数PC-2 (5)2.2.4 初始置换IP (6)2.2.5 数据扩展（E盒子） (7)2.2.6 数据压缩（S盒子） (7)2.2.7 P盒子置换 (9)2.2.8 逆初始置换IP (10)第3章 DES加密算法模块设计及仿真 (11)3.1 DES加密算法模块总体方案 (11)3.2 控制模块control (13)3.3 密钥产生模块creat_key (13)3.4 轮运算模块lun (14)3.5逆初始置换模块IP_1 (15)3.6 顶层调用模块DES_TOP (16)第4章 DES加密算法综合 (18)4.1逻辑综合 (18)4.2 RTL级描述综合 (18)结论 (21)致谢........................................................ 错误！未定义书签。
参考文献.. (22)摘要现在的时代是一个信息的时代，信息与我们每一个人都密切相关，信息的安全性关乎每一个人的切身利益，从而人们要求信息在传输过程中要绝对的安全。
信息的安全和保密性对每个人都至关重要，从而出现数据加密技术来解决这一问题,因而研发出DES加密算法，它的全称为Data Encryption Standard，也称为数据加密标准，加密和解密使用相同的密码，是对称密码体制。
DES至今还在我们的生活中广泛应用，因此值得研究。
本论文通过VerilogHDL语言编码来实现DES加密算法的仿真与验证，介绍DES加密技术研究背景及意义，DES加密算法工作原理，DES加密算法模块设计与仿真，以及使用Modesim软件进行仿真和XILINX ISE软件进行模块综合。
集成电路设计中仿真验证工具的使用与参数配置
集成电路设计中仿真验证工具的使用与参数配置随着集成电路技术的快速发展，仿真验证在集成电路设计中扮演着至关重要的角色。
仿真验证工具的使用和参数配置对于确保电路设计的正确性和可靠性至关重要。
本文将介绍如何使用仿真验证工具以及如何正确地配置其参数，以帮助读者更好地进行集成电路设计。
1. 仿真验证工具的作用及分类仿真验证工具是一种软件工具，用于帮助设计人员验证电路的功能和性能。
它可以模拟电路的行为，并通过计算和分析来验证设计是否达到预期目标。
常用的仿真验证工具包括（但不限于）SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）、Verilog、VHDL等。
SPICE是一种基于模型的电路仿真验证工具，它在电路设计过程中起到了重要的作用。
Verilog和VHDL是硬件描述语言，它们用于描述和验证数字电路的行为和功能。
2. 仿真验证工具的使用流程在进行仿真验证工具的使用前，首先需要编写电路的设计代码。
对于模拟电路，可以使用SPICE语言来描述电路的拓扑结构和参数；对于数字电路，可以使用Verilog或VHDL语言来描述电路的行为和逻辑功能。
编写完成电路设计代码之后，接下来就可以使用仿真验证工具进行仿真验证。
使用步骤如下：2.1. 导入设计文件首先，需要将电路设计代码导入仿真验证工具中。
具体操作可以根据不同的仿真软件工具进行设置。
2.2. 设置仿真参数在仿真验证之前，需要设置仿真参数，以确保仿真结果的正确性。
常见的仿真参数包括仿真时间、仿真步长、温度等。
设定合理的参数对于验证电路的正确性非常重要。
2.3. 运行仿真设置好仿真参数之后，就可以运行仿真了。
仿真过程中，工具会逐步计算并模拟电路的行为。
仿真结果可以通过波形图、表格等形式进行可视化展示。
2.4. 分析仿真结果仿真完成后，需要对仿真结果进行分析。
可以通过观察波形图、查看电路参数等方式来判断电路的工作状态是否达到预期目标。
Verilog基本电路设计逻辑仿真实验报告
实验报告1、基本门电路一、实验目的1、了解基于Verilog的基本门电路的设计及其验证。
2、熟悉利用EDA工具进行设计及仿真的流程。
3、学习针对实际门电路芯片74HC00、74HC02、74HC04、74HC08、74HC32、74HC86进行VerilogHDL设计的方法。
二、实验环境Libero仿真软件。
三、实验内容1、掌握Libero软件的使用方法。
2、进行针对74系列基本门电路的设计，并完成相应的仿真实验。
3、参考教材中相应章节的设计代码、测试平台代码（可自行编程），完成74HC00、74HC02、74HC04、74HC08、74HC32、74HC86相应的设计、综合及仿真。
4、提交针对74HC00、74HC02、74HC04、74HC08、74HC32、74HC86）的综合结果，以及相应的仿真结果。
（任选一个．．．．四、实验结果和数据处理1、所有模块及测试平台代码清单．．//74HC00代码-与非// HC00.vmodule HC00(A,B,Y);input [4:1]A,B;output [4:1]Y;assign Y=~(A&B);endmodule//74HC00测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1nsmodule test1();reg [4:1]a,b;wire [4:1]y;HC00 u1(a,b,y);initialbegina=4'b0000; b=4'b0001;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;a=4'b1111; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;endendmodule//74HC02代码-或非// HC02.vmodule HC02(A,B,Y); input [4:1]A,B;output [4:1]Y;assign Y=~(A|B); endmodule//74HC02测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1ns module test2();reg [4:1]a,b;wire [4:1]y;HC02 u2(a,b,y);initialbegina=4'b0000; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;a=4'b1111; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;endendmodule//74HC04代码-非// HC04.vmodule HC04(A,Y); input [6:1]A;output [6:1]Y;assign Y=~A; endmodule//74HC04测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1ns module test3();reg [6:1]a;wire [6:1]y;HC04 u3(a,y);initialbegina=4'b000001;#10 a=a<<1;#10 a=a<<1;#10 a=a<<1;#10 a=a<<1;#10 a=a<<1;endendmodule//74HC08代码-与// HC08.vmodule HC08(A,B,Y); input [4:1]A,B; output [4:1]Y; assign Y=A&B;endmodule//74HC08测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1ns module test4();reg [4:1]a,b;wire [4:1]y;HC08 u4(a,b,y);initialbegina=4'b0000; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;a=4'b1111; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;endendmodule//74HC32代码-或// HC32.vmodule HC32(A,B,Y); input [4:1]A,B;output [4:1]Y;assign Y=A|B; endmodule//74HC32测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1ns module test5();reg [4:1]a,b;wire [4:1]y;HC32 u5(a,b,y);initialbegina=4'b0000; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;a=4'b1111; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;endendmodule//74HC86代码-异或// HC86.vmodule HC86(A,B,Y); input [4:1]A,B;output [4:1]Y;assign Y=A^B; endmodule//74HC86测试平台代码// test.v`timescale 1ns/1ns module test6();reg [4:1]a,b;wire [4:1]y;HC86 u6(a,b,y);initialbegina=4'b0000; b=4'b0001; #10 b=b<<1;#10 b=b<<1;a=4'b1111; b=4'b0001;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;#10 b=b<<1;endendmodule2、第一次仿真结果（任选一个门，请注明，插入截图，下同．．．．．．．．．．．．．．．．．）。
verilog仿真流程
verilog仿真流程一、环境搭建在进行Verilog仿真前，首先需要搭建仿真环境。
常用的Verilog仿真工具有ModelSim、VCS等。
这里以ModelSim为例来介绍环境搭建步骤。
1. 下载ModelSim软件并安装到电脑中，根据软件的安装向导逐步操作即可。
2. 创建一个新的工程，选择File -> New -> Project来创建一个新的工程。
3. 在工程中添加需要仿真的Verilog文件，选择File -> Add to Project -> Existing File来添加Verilog文件。
4. 配置仿真波形，选择Simulate -> Start Simulation来开始仿真。
二、编写Verilog代码在搭建好仿真环境后，接下来就是编写Verilog代码。
Verilog是一种硬件描述语言，通常用来描述数字电路的行为。
Verilog代码由模块、端口和信号等组成，下面是一个简单的Verilog模块示例：```verilogmodule adder(input [7:0] a,input [7:0] b,output [8:0] sum);assign sum = a + b;endmodule```在这个示例中，我们定义了一个名为adder的模块，它有两个8位输入端口a和b，以及一个9位输出端口sum。
在模块体中，我们使用assign语句来实现a和b的加法运算，并将结果赋给sum。
三、编译Verilog代码在编写好Verilog代码后，需要对代码进行编译。
编译的目的是将Verilog代码转换成仿真可执行的二进制文件。
在ModelSim中，可以通过点击Compile按钮或者在命令行中输入vlog命令来进行编译。
```verilogvlog adder.v```这样就会生成一个adder.v文件，里面包含了编译后的二进制代码。
四、仿真测试在编译成功后，接下来就是对设计的Verilog模块进行仿真测试。
verilog %用法
verilog %用法（实用版）目录1.Verilog 简介2.Verilog 的基本语法3.Verilog 模块的实例化4.Verilog 仿真与验证5.Verilog 的应用领域正文1.Verilog 简介Verilog 是一种硬件描述语言（HDL），主要用于数字系统硬件的描述、模拟和验证。
它最初由 Phil Moorby 在 1983 年为描述和模拟集成电路设计而创建，后来由 Cadence 公司进行商业化推广。
Verilog HDL 被广泛应用于数字集成电路设计、FPGA 设计和 ASIC 设计等领域。
2.Verilog 的基本语法Verilog 的基本语法包括以下几个方面：（1）模块：模块是 Verilog 中最基本的结构，它用于描述具有特定功能的电子电路。
模块的声明包括模块名、输入端口和输出端口。
（2）数据类型：Verilog 中的数据类型包括布尔型（bit）、整型（integer）和实型（real）等。
（3）变量与常量：变量用于存储电路运行过程中随时可以改变的值，常量用于存储固定不变的值。
（4）运算符与表达式：Verilog 提供了丰富的运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。
表达式是运算符和操作数的组合，用于表示某种运算关系。
（5）控制结构：Verilog 中的控制结构包括顺序结构、条件结构和循环结构，用于控制程序的执行流程。
3.Verilog 模块的实例化在 Verilog 中，模块可以通过实例化进行重复使用，以降低代码重复和提高设计效率。
实例化时，需要将模块名与实例名用小括号括起，并在括号内指定实例名。
4.Verilog 仿真与验证Verilog 提供了丰富的仿真与验证工具，如 ModelSim、VCS 等。
通过仿真与验证，可以检查电路设计的正确性，以确保实际硬件的功能和性能符合预期。
5.Verilog 的应用领域Verilog 广泛应用于数字集成电路设计、FPGA 设计和 ASIC 设计等领域。
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11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
6. 文件系统函数和系统任务
29.06.2020 24
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
6. 文件系统函数和系统任务
`define 宏定义
`include 文件包含
29.06.2020 25
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.1 基本元件及其用法
29.06.2020 26
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.1 基本元件及其用法 1. and、nand、or、nor、xor和xnor
2. buf与not
3. bufif1、bufif0、notif1和notif0
29.06.2020 27
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
2.方法二
29.06.2020 57
11.8 Verilog TestBench（测试基准）
29.06.2020 58
11.8 Verilog TestBench（测试基准）
29.06.2020 59
11.9 Verilog数字系统仿真
29.06.2020 60
习题
11-1 简述Verilog仿真流程。 11-2 试举例说明$display、$monitor、$strobe之间的差别。$time与 $stime有什么差别？ 11-3 试用UDP构建3选1多路选择器。 11-4 如何生成时钟激励信号？什么是TestBench？ 11-5 如何使用Verilog语句生成异步复位激励信号和同步复位激励信号？ 11-6 试使用基本元件构成一位全加器。 11-7 试说明fork-begin与begin-end的区别。 11-8 编写一个Verilog仿真用程序，产生一个reset复位激励信号，要求 reset信号在仿真开始保持低电平，过10个时间单位后变高电平，再过100 个时间单位，恢复成低电平。 11-9 编写一个用于仿真的时钟发生Verilog程序，要求输出时钟激励信号 clk，周期为50ns。 11-10 试探索用多种方式在仿真时实现如同习题11-8所描述的时钟激励信 号。
29.06.2020 61
实验
11-1 在ModelSim上进行4位计数器仿真 (1) 实验目的：熟悉 ModelSim的Verilog仿真流程全过程，学习简单时序 电路的仿真。 (2) 实验内容1：首先利用 ModelSim完成4位计数器（例11-1）的文本编辑 输入(cnt4.v)和编译、仿真等步骤（除了输入程序外，其他步骤可以按照 11.2节内容进行），给出图11-14所示的仿真波形，仿真验证此设计的功能。 (3) 实验内容2：在 ModelSim上对cnt4.进行重新仿真，要求修改仿真激励， 把d的load值修改为4’d10，观察仿真波形结果。 (4) 实验报告：根据以上的实验内容写出实验报告，包括程序编写、软件编 译、仿真分析和详细实验过程；给出软件应用分析报告、仿真波形图及其 分析报告。 (5) 实验习题：如何修改 ModelSim的设置，使得执行run，不只是100ns， 更改为200ns？请查看 ModelSim帮助以获取方法。
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 36
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 37
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 49
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.2 fork-join块语句
29.06.2020 50
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.3 wait语句
29.06.2020 51
11.6 Verilog其他仿真语句
11.6.4 force、release语句
11.2 使用ModelSim进行仿真
2. 建立仿真工程项目
29.06.2020 6
11.2 使用ModelSim进行仿真
2. 建立仿真工程项目
29.06.2020 7
11.2 使用ModelSim进行仿真
3. 编译仿真文件
29.06.2020 8
11.2 使用ModelSim进行仿真
3. 编译仿真文件
29.06.2020 63
实验
(3) 实验内容2：为acc16设计一个TestBench，要求TestBench的仿真时 间为2000ns；在100ns前完成复位，clk时钟激励为周期10ns，增加对 acc16模块的a端口的仿真激励，把a端口值在仿真前1000ns为1，后 1000ns为5。在ModelSim上验证 TechBench，观察仿真波形结果。 (4) 实验内容3：修改ModelSim的wave波形观察窗中c的显示格式，修改 成“模拟（Analog）”波形显示。实验报告要求同实验11-1。 (5) 实验习题：如何在acc16上添加模块，构成一个输出周期可控的波形发 生器（例如正弦波发生器），如何在ModelSim上验证该设计。
29.06.2020 9来自11.2 使用ModelSim进行仿真
3. 编译仿真文件
29.06.2020 10
11.2 使用ModelSim进行仿真
4. 装载仿真模块和仿真库
29.06.2020 11
5. 执 行 仿 真
29.06.2020 12
11.2 使用ModelSim进行仿真
5. 执行仿真
29.06.2020 38
11.4.2 用户自定义元件 （UDP）
29.06.2020 39
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 40
11.5 延时模型
11.5.1 # 延时
29.06.2020 41
11.5 延时模型
11.5.2 门延时
29.06.2020 13
11.2 使用ModelSim进行仿真
5. 执行仿真
29.06.2020 14
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
1. 函数$display
29.06.2020 15
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
1. 函数$display
29.06.2020 16
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
29.06.2020 32
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 33
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 34
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.2 用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 35
11.4.1 基本元件及其用法
29.06.2020 28
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
11.4.1 基本元件及其用法 1. pullup和pulldown
2. pmos、nmos、rnmos和rpmos 3. cmos和rcmos
4. tran和rtran
29.06.2020 29
11.4 基本元件与用户自定义元件（UDP）
29.06.2020 52
11.7 仿真激励信号的产生
29.06.2020 53
11.7 仿真激励信号的产生
1. 方法一
29.06.2020 54
11.7 仿真激励信号的产生
1. 方法一
29.06.2020 55
11.7 仿真激励信号的产生
1. 方法一
29.06.2020 56
11.7 仿真激励信号的产生
29.06.2020 64
29.06.2020 62
实验
11-2 在ModelSim上进行16位累加器设计仿真
(1) 实验目的：熟悉ModelSim的Verilog仿真流程全过程，学习仿真激励产生的方 法。学习简单的TestBench的编写。 (2) 实验内容1：首先利用ModelSim完成16位累加器（例11-28）的文本编辑输入 和编译、仿真等步骤（除了输入程序外，其他步骤可以按照11.2节内容进行），按 照书上11.7节的方法，设计16位累加器的复位和时钟激励的Verilog程序，并且在 ModelSim上进行验证。
第11章 Verilog仿真验证
11.1 Verilog仿真方法与仿真流程
29.06.2020 2
11.1 Verilog仿真方法与仿真流程
29.06.2020 3
11.2 使用ModelSim进行仿真
29.06.2020 4
11.2 使用ModelSim进行仿真
1. 启动ModelSim
29.06.2020 5
2. 函数$write
29.06.2020 17
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
2. 函数$write
29.06.2020 18
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
3. 函数$strobe和$monitor
29.06.2020 19
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
4. 任务$finish和$stop
29.06.2020 20
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
5. 函数$time
29.06.2020 21
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
6. 文件系统函数和系统任务
29.06.2020 22
11.3 系统任务、系统函数和预编译语句
6. 文件系统函数和系统任务
29.06.2020 23
29.06.2020 42