所有的行为代码都写在module里面 和 endmodule .因此，无论您打算创建什么数字设计，它都会进入 module 堵塞。它可能有也可能没有定义端口 - 允许信号以 input 的形式进入模块 或将块转义为 output . 模块 下例中的空模块称为 testbench .你可以随意命名，但它应该是字母数字，并且可以包含_。 module testbench; endmodule 让我们看看另一个模块。它有几个信号（d, clk, rstb ) 声明为输入和 q 声明为输出。 module dff (input d,

一组 Verilog 语句通常在模拟中按顺序执行。这些语句放在 procedural 中 堵塞。主要有两种类型的程序 Verilog 中的块 - 初始 并且总是 语法 initial [single statement] initial begin [multiple statements] end 初始块用于什么？ 一个initial 块不可合成，因此无法转换为带有数字元素的硬件原理图。因此，初始块除了用于模拟之外没有多大用途。这些模块主要用于初始化变量和驱动具有特定值的设计端口。 初始块何时开始和结束？ 一个 initial 块在时间 0 单元的模拟

上一篇文章展示了使用 always 的不同示例 块来实现组合逻辑。一个 always block 也主要用于实现 sequential 具有存储元件的逻辑，例如可以保存值的触发器。 JK 人字拖 JK 触发器是用于存储值的多种触发器之一，它有两个数据输入 j 和 k，一个用于复位 rstn，另一个用于时钟 clk。 JK 触发器的真值表如下所示，通常使用 NAND 门实现。 rstn j k q 评论 0 0 0 0 置位复位时，输出始终为零 1 0 0 保持值 当j和k都为0时，输出和之前一样 1 0 1 1 当k=1时，输出变为1 1 1 0 0 当k=0时，输出变为

verilog always 块可用于顺序逻辑和组合逻辑。使用 assign 显示了一些设计示例 上一篇文章中的说法。接下来将使用 always 探索同一组设计 块。 示例 #1：简单的组合逻辑 下面显示的代码实现了一个简单的数字组合逻辑，它有一个名为 z 的输出信号，类型为 reg 每当敏感度列表中的信号之一更改其值时，它就会更新。敏感度列表在 @ 之后的括号内声明 运营商。 module combo ( input a, b, c, d, e, output reg z); always @ ( a or b or c or d or e) begin

一个always 块是程序之一 Verilog 中的块。 always 块中的语句是按顺序执行的。 语法 always @ (event) [statement] always @ (event) begin [multiple statements] end always 块在某些特定事件中执行。该事件由敏感度列表定义。 什么是敏感列表？ 一个敏感性 list 是定义何时执行 always 块的表达式，在 @ 之后指定 括号内的运算符 ( ) .此列表可能包含一个或一组信号，其值更改将执行 always 块。 在如下所示的代码中，always 内的所有语句 只要

使用 concatenation 可以将多位 Verilog 线和变量组合在一起以形成更大的多网线或变量 运营商 { 和 } 被逗号隔开。除了连线和变量之外，连接还允许将表达式和大小常量作为操作数。 为了计算连接的完整大小，必须知道每个操作数的大小。 Verilog 连接示例 wire a, b; // 1-bit wire wire [1:0] res; // 2-bit wire to store a and b // res[1] follows a, and res[0] follows b assign res = {a, b};

无法处理的数据是毫无用处的，在数字电路和计算机系统中总是需要某种形式的计算。让我们看看 Verilog 中的一些运算符，它们可以使综合工具实现适当的硬件元素。 Verilog 算术运算符 如果除法或取模运算符的第二个操作数为零，则结果将为 X。如果幂运算符的任一操作数为实数，则结果也将为实数。如果幂运算符的第二个操作数为 0（a0 )。 运算符 说明 a + b 一加二 a - b a 减 b a * b a 乘以 b a / b a 除以 b a % b 以 b 为模 a ** b a 的 b 次方 下面给出了如何使用算术运算符的示例。 modul

verilog assign 语句通常用于连续驱动 wire 的信号 数据类型并合成为组合逻辑。下面是更多使用 assign 的设计示例 声明。 示例 #1：简单的组合逻辑 下面显示的代码实现了一个简单的数字组合逻辑，其输出线 z 由 assign 连续驱动 实现数字方程的语句。 module combo ( input a, b, c, d, e, output z); assign z = ((a & b) | (c ^ d) & ~e); endmodule 模块 combo 使用综合工具将其细化成如下硬件原理图，可以看出组合逻辑是用数字

wire 类型的信号 或类似的数据类型需要连续分配一个值。例如，考虑用于连接面包板上部件的电线。只要将+5V电池加到导线的一端，连接到导线另一端的组件就会得到所需的电压。 在 Verilog 中，这个概念是由 assign 实现的 任何 wire 的语句 或其他类似的数据类型之类的线可以用一个值连续驱动。该值可以是常数，也可以是由一组信号组成的表达式。 赋值语法 赋值语法以关键字 assign 开头 后跟信号名称，可以是单个信号，也可以是不同信号网络的串联。 驱动力 和延迟 是可选的，主要用于数据流建模，而不是合成到真实硬件中。右侧的表达式或信号被评估并分配给左侧的网络或网络的表达式。

正如我们在前一篇文章中看到的，更大更复杂的设计是通过以分层方式集成多个模块来构建的。模块可以实例化 在这些实例的其他模块和端口中 可以与父模块内部的其他信号连接。 这些端口连接可以通过有序列表或名称来完成。 按顺序排列的端口连接 在模块实例化中列出的端口表达式与父模块内的信号之间建立连接的一种方法是通过 有序列表 . mydesign 是一个 module 在另一个名为 tb_top 的模块中以名称 d0 实例化。端口以特定顺序连接，该顺序由该端口在模块声明的端口列表中的位置确定。例如，测试台中的 b 连接到设计的 y 仅仅是因为两者都在端口列表中的第二个位置。 module

端口是一组信号，它们充当特定模块的输入和输出，并且是与其通信的主要方式。将模块视为放置在 PCB 上的制造芯片，很明显，与芯片通信的唯一方法是通过其引脚。端口就像引脚，被设计用来发送和接收来自外界的信号。 端口类型 端口 说明 输入 设计模块只能使用其input从外部接收值 港口 输出 设计模块只能使用其output向外部发送值 港口 输入输出 设计模块可以使用其inout发送或接收值 港口 默认情况下，端口被视为 wire 类型的网络 . 语法 声明为 inout 的端口 既可以作为输入也可以作为输出。 input [net_type] [range

一个module 是一个实现特定功能的 Verilog 代码块。模块可以嵌入到其他模块中，更高级别的模块可以使用它们的输入和输出端口与其更低级别的模块进行通信。 语法 一个模块 应包含在 module 内 和 endmodule 关键词。模块名称应紧跟在 module 之后 关键字和可选的端口列表也可以声明。请注意，端口声明列表中声明的端口不能在模块主体内重新声明。 module <name> ([port_list]); // Contents of the module endmodule // A module can have an empty p

一个数组 网络或变量的声明可以是标量或向量。通过在标识符名称后指定地址范围可以创建任意数量的维度，称为多维数组。 reg 在 Verilog 中允许使用数组 , wire , integer 和 real 数据类型。 reg y1 [11:0]; // y is an scalar reg array of depth=12, each 1-bit wide wire [0:7] y2 [3:0] // y is an 8-bit vector net with a depth of 4 reg [7:0] y3 [0:1][0

Verilog 需要表示单个位以及位组。例如，单个位顺序元件是触发器。然而，16 位顺序元素是一个可以保存 16 位的寄存器。为此，Verilog 具有 scalar 和 矢量 网络和变量。 标量和向量 网或reg 没有范围规范的声明被认为是 1 位宽并且是 标量 .如果指定了范围，则 net 或 reg 成为一个称为 vector 的多位实体 . wire o_nor; // single bit scalar net wire [7:0] o_flop; // 8-bit vector net reg

Verilog 语言中数据类型的主要目的是表示数据存储元素（如触发器中的位）和传输元素（如连接逻辑门和顺序结构的导线）。 变量持有什么值？ 除了 real 之外，几乎所有的数据类型都只能具有下面给出的四种不同值之一 和 event 数据类型。 0 表示逻辑零或错误条件 1 代表逻辑一，或真条件 x 表示一个未知的逻辑值（可以是零或一） z 代表高阻态 下图显示了这些值如何在时序图和仿真波形中表示。大多数模拟器使用这种约定，其中 red 代表X 和橙色 中间代表高阻抗或Z . verilog 值集意味着什么？ 由于 Verilog 本质上用于描述触发器等硬件元素和

Verilog 中的词汇约定类似于 C，因为它包含一个标记流。词法标记可以由一个或多个字符组成，标记可以是注释、关键字、数字、字符串或空格。所有行都应以分号 ; 结尾 . Verilog 区分大小写 ，所以 var_a 和 var_A 是不同的。 评论 在 Verilog 中有两种写注释的方法。 单行 注释以 // 开头 并告诉 Verilog 编译器将此点之后到行尾的所有内容都视为注释。 一个多行 注释以 /* 开头 并以 */ 结尾 并且不能嵌套。 但是，单行注释可以嵌套在多行注释中。 // This is a single line comment integer

在我们了解 Verilog 语言的更多细节之前，最好先了解一下芯片设计中的不同抽象层。 顶层是系统级架构，它定义了各种子块并根据功能对它们进行分组。例如，处理器集群将具有多个内核、缓存块和缓存一致性逻辑。所有这些都将被封装并表示为具有输入输出信号的单个块。 在下一个级别，每个子块都用硬件描述语言编写，以准确描述每个单独块的功能。在此阶段忽略电路原理图、技术库等较低级别的实现细节。例如，一个控制器块最终会包含多个 Verilog 文件，每个文件描述其功能的一个较小组件。 然后将 HDL 转换为门级原理图，其中还涉及表征触发器等数字元素的技术库。例如，用于 D 锁存器的数字电路包含以

典型的设计流程遵循如下所示的结构，并且可以分解为多个步骤。其中一些阶段是并行发生的，一些是顺序发生的。我们将看看当今行业中典型的项目设计周期是什么样的。 要求 半导体公司的客户通常是计划在其系统或最终产品中使用该芯片的其他公司。因此，客户的要求在决定如何设计芯片方面也起着重要作用。当然，第一步是收集需求，估计最终产品的市场价值，并评估完成项目所需的资源数量。 规格 下一步将是收集“规范”，抽象地描述要设计的芯片的功能、接口和整体架构。这可能是这样的： 需要计算能力来运行成像算法以支持虚拟现实 需要两个具有一致互连的 ARM A53 处理器，并且应该以 600 MHz 运行 需要 U

在集成电路的早期，工程师必须坐下来在纸上物理绘制晶体管及其连接，以设计它们，以便可以在硅上制造。更大更复杂的电路需要更多的工程师、时间和其他资源，很快就需要有更好的方法来设计集成电路。 VHDL 很快开发出来，通过允许工程师描述所需硬件的功能并让自动化工具将该行为转换为实际的硬件元素（如组合门和时序逻辑）来增强设计过程。 Verilog 旨在简化流程并制作硬件描述语言 (HDL) 更加健壮和灵活。如今，Verilog 是整个半导体行业使用和实践的最流行的 HDL。 Verilog 有什么用处？ Verilog 创建了一个抽象级别，有助于隐藏其实现和技术的细节。 例如，D 触发器的设计需要

Verilog 是一种硬件描述语言 (HDL)。 Verilog 是教育和商业用于设计 FPGA 和 ASIC 的两种语言之一。如果您不熟悉 FPGA 和 ASIC 的工作原理，您应该阅读此页面以了解 FPGA 和 ASIC 的介绍。 Verilog 和 VHDL 是最常用的两种 HDL。与 Java 或 C 等传统软件语言相比，Verilog 的工作方式非常不同。让我们从一个简单的例子开始。 首先，我们将创建一个 描述的 Verilog 文件 和门。作为复习，一个简单的 And Gate 有两个输入和一个输出。仅当两个输入都等于 1 时，输出才等于 1。下面是我们将使用 Verilog 描