第4章 VerilogHDL语言基础ppt课件

.,1,第四章VerilogHDL语言基础,.,2,4.1什么是VerilogHDL？,VerilogHDL是目前应用最为广泛的硬件描述语言。VerilogHDL可以用来进行各种层次的逻辑设计，也可以进行数字系统的逻辑综合，仿真验证和时序分析等。VerilogHDL适合算法级，寄存器级，逻辑级，开关级、系统级和版图级等各个层次的设计和描述。VerilogHDL进行设计最大的优点是其工艺无关性。这使得工程师在功能设计，逻辑验证阶段可以不必过多考虑门级及工艺实现的具体细节，只需根据系统设计的要求施加不同的约束条件，即可设计出实际电路。,.,3,VerilogHDL模块化设计理念VerilogHDL支持以模块集合的形式构造数字系统。利用层次化、结构化的设计方法，一个完整的硬件设计任务可以划分成若干个模块，每一个模块又可以划分成若干个子模块，子模块还可以进一步划分。各个模块可以是自主开发的模块，也可以是从商业渠道购买的具有知识产权的IP核。,.,4,42VerilogHDL基础知识VerilogHDL的运算符与C语言的运算符几乎完全相同，但数据类型是VerilogHDL特有的。在实际应用中，要认真体会、深入理解硬件描述语言与软件编程语言的本质区别。421VerilogHDL模块结构模块是VerilogHDL的基本单元，用于描述某个设计的功能或结构以及与其他模块通信的外部端口。模块的实际意义是代表硬件电路上的逻辑实体，每个模块都实现特定的功能。,.,5,模块的基本结构,.,6,模块结构举例VerilogHDL模块结构完全嵌在module和endmodule关键字之间，包括四部分，即模块声明、端口定义、信号类型说明和逻辑功能定义。,.,7,1模块声明模块声明包括模块名和模块的端口列表。其格式如下：Module模块名(端口名1,端口名2,端口名n)；模块的其他部分endmodule模块结束关键字模块端口列表中端口名的排列顺序是任意的。,.,8,2端口(Port)定义端口是模块与外界或其他模块进行连接、通信的信号线。因此，对端口列表中哪些端口是输入端口、哪些端口是输出端口要进行明确说明。在VerilogHDL中有3种端口类型；输入端口、输出端口、双向端口(既可用作输入也可用作输出)。,.,9,）用input定义输入端口，格式如下：input位宽端口名1，端口名2，端口名n；）用output定义输出端口，格式如下：output位宽端口名1，端口名2，端口名n；）用inout定义双向端口，格式如下：inout位宽端口名1，端口名2，端口名n；使用上述3种定义格式时应注意：位宽的说明应遵循n:1或n-1:0的规则；不同位宽的端口应分别定义；位宽说明省略时，默认值为1。,.,10,3数据(信号)类型说明在模块中用到的所有信号(包括端口信号、节点信号、中间变量等)都必须进行数据类型的定义。VerilogHDL中提供了各种信号类型，最常用的是连线型(wire)、寄存器型(reg)和参数型(parameter)。数据类型定义的实例：reg4：1cout；定义信号cout的数据类型为4位寄存器(reg)型wirea，b，c；定义信号a，b，c为1位连线(wire)型注意：输入端口和双向端口不能说明为寄存器型；端口信号的数据类型说明缺省时，EDA的综合器将其默认为wire型。,.,11,4逻辑功能定义模块中的核心部分是逻辑功能的定义。VerilogHDL提供了多种逻辑功能的定义方式，其中调用逻辑门元件(元件例化)、持续赋值语句(assign)、过程块(always)3种定义方式比较常用。相对应在模块设计中的3种描述方法：门级描述方式、数据流描述方式、行为描述方式，以及以上混合描述方式。,.,12,1）通过调用逻辑门元件(元件例化)定义通过调用VerilogHDL提供的内置逻辑门元件，按照元件模型，进行它们之间的信号连接，完成逻辑电路的结构描述。采用这种方法可以将传统的电路原理图转换成VerilogHDL文本形式。例1：andmyand3(out，a，b)例2：andu3(f，a，b，c)；,.,13,2）用持续赋值语句(assign)定义assign语句一般用在数据流描述方式中，常用来描述组合逻辑电路的功能，称为持续赋值方式。这种描述方式比较简单，只需将传统逻辑表达式转换成符合VerilogHDL规范的表达式放在关键字assign后面即可。例如：assignF(A被赋值变量通常是reg型或integer型变量，可以是变量的某一位或某几