一、概述

Verilog 是一種用于數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的硬件描述語言，可以用來進(jìn)行數(shù)字電路的仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析、邏輯綜合。

既是一種 行為級(jí)（可用于電路的功能描述） 描述語言又是一種 結(jié)構(gòu)性（可用于元器件及其之間的連接） 描述語言。

二、Verilog模塊基本概念

模塊（block）是Verilog的基本單位，除了編譯指令，其他的所有的設(shè)計(jì)代碼都必須放在一個(gè)或多個(gè)模塊中。

一個(gè)模塊內(nèi)部可以使用其他模塊，稱為實(shí)例。上層模塊可以引用底層任意層次模塊的變量，模塊內(nèi)部可以包含若干個(gè) “塊”。

三、Verilog模塊總結(jié)

• Verilog中的標(biāo)示符可以是任意一組字母、數(shù)字、$符號(hào)和下劃線符號(hào)的組合，但標(biāo)示符的第一個(gè)字符必須是字母或者下劃線。標(biāo)示符區(qū)分大小寫

• Verilog程序是有模塊組成的，每個(gè)模塊嵌套在module和endmodule聲明語句中。模塊是可以進(jìn)行層次嵌套的

• 每個(gè)Verilog源文件中只準(zhǔn)有一個(gè)頂層模塊，其他為子模塊

• 每個(gè)模塊要進(jìn)行端口定義，并說明輸入輸出端口，然后對(duì)模塊的功能進(jìn)行行為邏輯描述

• 程序書寫格式自由，一行可以寫幾個(gè)語句，一個(gè)語句可以分幾行寫

• 除了endmodule語句，begin…end語句，fork…join語句外，每個(gè)語句和數(shù)據(jù)定義的最后必須有分號(hào)

• 可用/*...*/和//...對(duì)程序的任何部分做注釋 ，加上必要的注釋，以增強(qiáng)程序的可度性和可維護(hù)性。

四、Verilog用于模塊的測試

檢查程序的功能是否正確要求：

• 需要有測試激勵(lì)信號(hào)輸入到被測模塊

• 需要記錄被測模塊的輸出信號(hào)

• 需要把用功能和行為描述的Verilog模塊轉(zhuǎn)換為門級(jí)電路互連的電路結(jié)構(gòu)（綜合）

• 需要對(duì)已經(jīng)轉(zhuǎn)換為門級(jí)電路結(jié)構(gòu)的邏輯進(jìn)行測試（門級(jí)電路仿真）

• 需要對(duì)布局布線后的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試 （布局布線后仿真）

何為仿真？為何要仿真？

仿真是對(duì)電路模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)的全面測試，通過觀測被測試模塊的輸出信號(hào)是否符合要求可以調(diào)試和驗(yàn)證邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)是否準(zhǔn)確，并發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改。

仿真可以在幾個(gè)層面上進(jìn)行？每個(gè)層面的仿真有什么意義？

• 仿真有：前（RTL）仿真，邏輯網(wǎng)表仿真，門級(jí)仿真和布線后仿真；

• 前仿真：前（RTL）仿真，邏輯網(wǎng)表仿真，門級(jí)仿真；可以調(diào)試和驗(yàn)證邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確與否，并發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改。

• 布線后仿真：分析設(shè)計(jì)模塊運(yùn)行是否正常；

模塊的結(jié)構(gòu)

Verilog 的基本設(shè)計(jì)單元是"模塊（block）"

verilog 模塊的結(jié)構(gòu)由在module和endmodule關(guān)鍵字之間的4個(gè)主要部分組成：

module block1(a,b,c,d);  //端口定義input  a,b,c;output d;           //I/O聲明wire   x;           //信號(hào)類型聲明assign d = a | x;assign x = (b &~c); //功能描述
endmodule

五、邏輯功能的定義

在Verilog中有3種方法可以描述電路的邏輯功能：

1. 用assign語句（連續(xù)賦值語句，常用于描述組合邏輯）

assign x = (b &~c);

2.用元件例化（instance 門元件例化）

and(門元件關(guān)鍵字） u_and3（例化原件名）(f,a,b,c);

注1：元件例化即是調(diào)用Verilog提供的元件；

注2：元件例化包括門元件例化和模塊元件例化；

注3：每個(gè)實(shí)例元件的名字必須唯一，以避免與其他調(diào)用元件的實(shí)例相混淆；

注4：例化元件名也可以省略。

3.用"always"塊語句

always @(posedge clk) //當(dāng)時(shí)鐘上升沿到來時(shí)執(zhí)行一遍塊內(nèi)語句
beginif(load)out = data;   //同步預(yù)置數(shù)據(jù)elseout = data + cin +1;  //加1計(jì)數(shù)
end

注1：”always“塊語句常用于描述時(shí)序邏輯，也可描述組合邏輯;

注2：”always“塊可用多種手段來表達(dá)邏輯關(guān)系，如用if…else語句或case語句；

注3：”always“塊語句與assign語句是并發(fā)執(zhí)行的，assign語句一定要放在”always“塊語句之外。

模塊結(jié)構(gòu)模板：

module <頂層模塊名> (<輸入輸出端口列表>);output 輸出端口列表；input  輸入端口列表；//更推薦
module <頂層模塊名> (output 輸出端口列表，input  輸入端口列表
）；//1.使用assign語句定義邏輯功能
wire 結(jié)果信號(hào)名；
assign <結(jié)果信號(hào)名> =表達(dá)式;//2.使用always塊定義邏輯功能
always@(<敏感信號(hào)表
begin//過程賦值語句//if語句//case語句//while，repeat，for循環(huán)//task，function調(diào)用
end//3.文件例化
<module_name > <instance_name>(<port_list>);//模塊元件例化<gate_type_keyword > <instance_name>(<port_list>);//門元件例化
endmodule

六、標(biāo)示符

任何用Verilog語言描述的東西都可以通過其名字來識(shí)別，這個(gè)名字被稱為標(biāo)示符；

如源文件名，模塊名，端口名，變量名，常量名，實(shí)例名等

標(biāo)示符可由字母，數(shù)字，$和下劃線組成，但第一個(gè)字符必須是字母或下劃線，不能是$和數(shù)字

在Verilog中標(biāo)示符是區(qū)分大小寫的，且不能與關(guān)鍵字同名。