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Verilog語法學(xué)習(xí)(一)

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ID:51024 發(fā)表于 2014-7-30 14:39 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
Verilog并不難,只要有一點(diǎn)的C語言基礎(chǔ),你就可以開始學(xué)習(xí)它,進(jìn)而不斷深入的學(xué)習(xí)FPGA。和C語言以main函數(shù)一樣,Verilog以模塊為主體,看下面一個(gè)小小的例子:module my_first(
sys_clk,
rst_n,
data_ina,
data_inb,
data_out
);
// 端口說明
input sys_clk;
input rst_n;
input [7:0] data_ina;
input      [7:0] data_inb
output [8:0] data_out;
// 功能操作
assign data_out = data_ina + data_inb;

endmodule




整個(gè)模塊就是以 module   模塊名 和 endmodule組成,這樣就算編寫了一個(gè)簡(jiǎn)單的模塊了。它主要包括:
  • 模塊的輸入(input)和輸出(output)端口聲明:簡(jiǎn)單的說就是這個(gè)模塊對(duì)外部的相應(yīng)輸入做處理后輸出處理后的結(jié)果.上面的例子就是對(duì)2個(gè)8位寬的數(shù)據(jù)做加法后在data_out端口輸出結(jié)果。
  • 模塊的功能:主要有3中方法可以用:a.數(shù)據(jù)流級(jí)操作,屬于組合邏輯,例如例子中的 assigndata_out =data_ina + data_inb;只要模塊執(zhí)行,就不斷地對(duì)數(shù)據(jù)data_ina和data_inb進(jìn)行加法操作并賦給data_out輸出;b.門級(jí)操作,屬于組合邏輯如:c= a & b;它就是一個(gè)2輸入的與門,對(duì)輸入數(shù)據(jù)做與門計(jì)算后輸出;c.行為級(jí)操作,這個(gè)用的最多,屬于時(shí)序邏輯,如:always @(觸發(fā)的條件) 執(zhí)行操作,簡(jiǎn)單的說就是鎖存器或者觸發(fā)器的模型。當(dāng)觸發(fā)的條件是電平觸發(fā)時(shí),即鎖存器模型,只要相應(yīng)的電平改變了就會(huì)執(zhí)行后面需要執(zhí)行的操作一次;而當(dāng)觸發(fā)條件是邊沿觸發(fā)時(shí),即觸發(fā)器模型,只要用對(duì)應(yīng)的邊沿產(chǎn)生就執(zhí)行后面的操作一次。這里有一個(gè)重要的概念需要弄明白,組合邏輯是,輸入一旦改變,相應(yīng)輸出就改變;而時(shí)序邏輯是輸入改變了,需等觸發(fā)條件的到來才相應(yīng)的改變一次。但是它們的執(zhí)行是并行的,所有級(jí)都是同時(shí)執(zhí)行,這和C語言是不同的,初學(xué)者一定要弄明白。
  • 功能的操作語法:不僅和C語言很相似,而且都是C語言里面常用的一些語法,常用的語法有:             if( ),if( )  else( ),if( ) elseif( ) else,case( ),至于它和C語言的用法有什么不同,下次將詳細(xì)的講解。


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ID:51024 發(fā)表于 2014-7-30 14:40 | 只看該作者
Verilog的數(shù)據(jù)類型常用的是:reg和wire型。當(dāng)我們對(duì)端口申明了時(shí),此時(shí)默認(rèn)的類型是wire型。
reg型是寄存器類型,也就是再用鎖存器和觸發(fā)器時(shí)必須聲明為此類型才合法,否則就不合法,這也是我們經(jīng)常對(duì)一個(gè)輸出定義時(shí)大多需要定義為reg的原因。當(dāng)然,當(dāng)我們的輸出由組合邏輯獲得時(shí),就不需聲明了,因?yàn)槟J(rèn)就是wire型而不用再申明了。wire類型就是連線類型,一般作為輸出級(jí)表達(dá)式右側(cè)的參數(shù)適用。例
module  test(
sys_clk,
rst_n,
data_in,
data_outa,
data_outb
);
input    data_in;
output  data_outa;
output  reg  data_outb;

assign data_outa = data_in;

always @(posedge sys_clk)
begin
if(rst_n == 1'b0)
data_outb <= 1'b0;
else
data_outb <= data_outa;
end
endmodule

這個(gè)例子中的data_outa是默認(rèn)的wire類型,它是對(duì)的,因?yàn)閍ssign   data_outa = data_in;是組合邏輯語句,不需要用寄存器保存其值;而data_outa是時(shí)序邏輯,需要寄存器保存現(xiàn)在的值,只有當(dāng)觸發(fā)條件到來時(shí)才更新寄存器中的值,所以定義為reg型,同時(shí)它的值可有wire類型的data_outa來決定,也就是一個(gè)組合邏輯的輸出作為時(shí)序的輸入,這是合法的。下次將從硬件描述語言的角度來看看 if和case語句的理解和運(yùn)用。
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ID:51024 發(fā)表于 2014-7-30 14:40 | 只看該作者
本帖最后由 wangyin 于 2014-7-30 14:42 編輯

順序執(zhí)行語句:if(條件語句)  執(zhí)行的語句;即在程序執(zhí)行過程中是順序執(zhí)行的,按上下順序依次執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行的語句是一句語句,則不需加 begin   end,否則就要加begin     end,這里的begin end相當(dāng)于C語言里面的{ },同時(shí)注意:一般一個(gè)if需與一個(gè)else配對(duì),如果沒有的話則綜合的時(shí)候會(huì)生成一個(gè)隱性的鎖存器,當(dāng)有多個(gè)條件需要判斷時(shí)則用if(條件語句)  執(zhí)行的語句;else if(條件語句)  執(zhí)行的語句;.....else(條件語句)  執(zhí)行的語句;道理同上面一樣,但if分支一般最多不超過3個(gè),如果太多的話則采用case語句實(shí)現(xiàn)。
并行執(zhí)行語句:case(條件語句)  滿足的條件:執(zhí)行的語句......; endcase 即在程序執(zhí)行過程中是并行執(zhí)行的,滿足條件的語句同時(shí)執(zhí)行。begin end的用法同上面的一樣,也需注意:當(dāng)有缺項(xiàng)沒有作為條件使用時(shí),同樣需要加default項(xiàng),否則也會(huì)生成隱性的鎖存器,case語句主要用在狀態(tài)機(jī)的編寫中。看下面的2個(gè)例子:
用if語句實(shí)現(xiàn)的一個(gè)選擇器:
module  mux(
a,
b,
sel,
out
);

input a;
input b;
input sel;
output out;
reg out;

always (sel)
begin
if(sel)
out <= a; // sel=1時(shí),out=a
else
out <= b; // sel=0時(shí),out=b
end
endmodule
用case語句實(shí)現(xiàn)的一個(gè)3-8譯碼器:
module yima(
data_in,
data_out,
);
input [2:0] data_in;
output [7:0] data_out;
reg [7:0] data_out;


always @(data_in)
begin
case(data_in)
3'd0: data_out <= 8'b0000_0001;
3'd1: data_out <= 8'b0000_0010;
3'd2: data_out <= 8'b0000_0100;
3'd3: data_out <= 8'b0000_1000;
3'd4: data_out <= 8'b0001_0000;
3'd5: data_out <= 8'b0010_0000;
3'd6: data_out <= 8'b0100_0000;
3'd7: data_out <= 8'b1000_0000;
endcase
end



endmodule
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