关于fpga:FPGAVerilog-HDL程序的基本结构

⭐本专栏针对 FPGA 进行入门学习，从数电中常见的逻辑代数讲起，联合 Verilog HDL 语言学习与仿真，次要对组合逻辑电路与时序逻辑电路进行剖析与设计，对状态机 FSM 进行分析与建模。
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简略 Verilog HDL 程序实例

Verilog 应用大概 100 个预约义的关键词定义该语言的构造

1. Verilog HDL 程序由模块形成。每个模块的内容都是嵌在两个关键词 module 和 endmodule 之间。每个模块实现特定的性能。
2. 每个模块先要进行端口的定义，并阐明输出（input)、输入（output) 和双向（inout)，而后对模块性能进行形容。
3. 除了 endmodule 外，每个语句后必须有英文的分号 (;)。
4. 能够用 / — / 和 //…..，对 Verilog HDL 程序的任何局部做正文。

半加器程序实例

/* Gate-level description of a half adder */
module HalfAdder_GL(A, B, Sum, Carry);
  input  A ,B ;        // 输出端口申明
  output  Sum, Carry ;      // 输入端口申明
  wire A ,B , Sum ,Carry ; 
  
  xor X1 (Sum, A, B);
  and A1 (Carry, A, B);  
endmodule

/* Dataflow description of a half adder */
module HalfAdder_DF(A, B, Sum, Carry);
  input  A ,B ;          
  output  Sum ,Carry ; 
  wire A ,B，Sum ,Carry ; 
  assign   Sum = A ^ B; 
  assign   Carry = A & B; 
endmodule

/* Behavioral description of a half adder */
module HalfAdder_BH(A, B, Sum, Carry);
  input  A ,B ;           
  output  Sum ,Carry ; 
  reg Sum ,Carry ;        // 申明端口数据类型为寄存器
  always @(A or B)  begin
    Sum = A ^ B;          // 用过程赋值语句形容逻辑性能
    Carry = A & B;
  end
endmodule

2 选 1 数据选择器的程序实例

module mux2to1(a, b, sel, out);
  input a, b, sel;   // 定义输出信号
  output out;        // 定义输入信号
  wire selnot,a1,b1; // 定义外部节点信号数据类型
 // 上面对电路的逻辑性能进行形容
  not U1(selnot, sel);
  and U2(a1, a, selnot);
  and U3(b1, b, sel);
  or  U4(out, a1, b1); 
endmodule

module mux2_1(out, a, b, sel) ;
    output   out;
    input  a, b;
    input sel;
     reg out;
 
    always @(sel or a or b)
       begin
          if (sel) 
                      out = b;
          else     out = a;
       end
endmodule

行为形容：

module mux2_1(out, a, b, sel) ;
    output   out;
    input  a, b;
    input sel;
    reg out;
    always @(sel or a or b)
       begin
          case (sel)
              1’b0 :  out = a;
              1’b1 :  out = b;
          endcase
       end
endmodule

Verilog HDL 程序的根本构造

模块定义的个别语法结构如下：

module 模块名 (端口名 1，端口名 2，端口名 3,…) ;
    端口类型阐明 (input, output, inout);
    参数定义 (可选);
    数据类型定义 (wire, reg 等);
 
    实例化低层模块和根本门级元件;
    间断赋值语句 (assign);
    过程块构造 (initial 和 always)
        行为形容语句;
endmodule

几种形容形式小结：

构造形容（门级形容）形式：

个别应用 Primitive（外部元件）、自定义的上层模块对电路形容。次要用于层次化设计中。

数据流形容形式：

个别应用 assign 语句形容，次要用于对组合逻辑电路建模。

行为形容形式：

个别应用下述语句形容，能够对组合、时序逻辑电路建模。

• initial 语句
• always 语句

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