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⭐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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词法规定
为对数字电路进行形容,Verilog 语言规定了一套残缺的语法结构。
1．距离符
Verilog 的距离符次要起分隔文本的作用，能够使文本错落有致，便于浏览与批改。距离符包含空格符（\b）、TAB 键（\t）、换行符（\n）及换页符。
2．正文符
正文只是为了改善程序可读性，编译时不起作用。
- 多行正文符(用于写多行正文): / — /；
- 单行正文符 : 以 // 开始到行尾完结为正文文字。
3．标识符和关键词
标识符: 给对象（如模块名、电路的输出与输入端口、变量等）取名所用的字符串。以英文字母或下划线开始
如，clk、counter8、_net、bus_A。
关键词: 用 Verilog 语言自身规定的非凡字符串定义语言的构造。例如，module、endmodule、input、output、wire、reg、and 等都是关键词。关键词都是小写，关键词不能作为标识符应用。
逻辑值汇合
为了示意数字逻辑电路的逻辑状态，Verilog 语言规定了 4 种根本的逻辑值。
| 0 | 逻辑 0、逻辑假 |
|---|---|
| 1 | 逻辑 1、逻辑真 |
| x 或 X | 不确定的值（未知状态） |
| z 或 Z | 高阻态 |
常量及其示意
三种类型的常量
- 整数型常量
- 实数型常量
- 字符串型常量
整数型常量
十进制数模式的示意办法: 示意有符号常量。例如：30、-2
带基数模式的示意办法:
格局为：<+/->< 位宽 >’< 基数符号 >< 数值 >
例如：3’b101、5’o37、8’he3，8’b1001_0011
实数型常量
十进制记数法 如：0.1、2.0、5.67
迷信记数法 如: 23_5.1e2、5E-4、23510.0、0.0005
字符串常量
字符串是用双撇号括起来的字符序列，它必须蕴含在同一行中，不能分成多行书写。例如：
''this is a string''
''hello world!''符号常量
Verilog 容许用参数定义语句定义一个标识符来代表一个常量，称为符号常量。定义的格局为：
parameter 参数名 1=常量表达式 1 , 参数名 2=常量表达式 2 , … 如 parameter BIT=1, BYTE=8, PI=3.14;
parameter 和 localparam 区别
Verilog 中用 parameter 或者 localparam 来定义常量，即用来定义一个标志符代表一个常量，从而进步程序的可读性。其阐明格局如下：
parameter/localparam 参数名 1 = 表达式, 参数名 2 = 表达式, …；区别：
- parameter 可用作在顶层模块中例化底层模块时传递参数的接口；
- localparam 的作用域仅仅限于以后 module，不能作为参数传递的接口。
3.1.4 数据类型(Data Types)
变量的数据类型
- 线网型
- 寄存器型
线网类型: 是指输入始终依据输出的变动而更新其值的变量, 它个别指的是硬件电路中的各种物理连贯.
例: 网络型变量 L 的值由与门的驱动信号 A 和 B 所决定，即 L=A&B。A、B 的值发生变化，线网 L 的值会立刻跟着变动。
罕用的线网类型由关键词 wire 定义, 格局如下：
wire [n-1:0] 变量名 1，变量名 2，…，变量名 n；线网类型变量及其阐明
| 线网类型 | 性能阐明 |
|---|---|
| wire, tri | 用于示意单元（元件）之间的连线，wire 为个别连线；tri 用于形容由多个信号源驱动的线网，并没有其余非凡 意义，两者的性能完全相同。 |
| wor, trior | 具备线或个性的线网，用于一个线网被多个信号驱动的 状况 |
| wand, triand | 具备线与个性的线网，用于一个线网被多个信号驱动的 状况 |
| trireg | 具备电荷放弃个性的线网类型，用于开关级建模 |
| tri1 | 上拉电阻，用于开关级建模 |
| tri0 | 下拉电阻，用于开关级建模 |
| supply1 | 用于对电源建模，高电平 1 |
| supply0 | 用于对地建模，低电平 0 |
对于多重驱动
在写可综合的 Verilog 代码时，倡议不要对同一个变量进行屡次赋值（简称多重驱动），以避免出现多个信号同时驱动一个输入变量的状况。
例如，A、B、C 三个外部信号同时接到（驱动）一个输入端 L。或者说，输入 L 同时被三个外部信号所驱动。此时 L 的逻辑值可无奈确定。
寄存器型变量对应的是具备状态放弃作用的电路等元件, 如触发器、寄存器。寄存器型变量只能在 initial 或 always 外部被赋值。
寄存器变量类型
寄存器变量类型及其阐明
| 寄存器类型 | 性能阐明 |
|---|---|
| reg | 罕用的寄存器型变量 |
| integer | 32 位带符号的整数型变量 |
| real/realtime | 64 位带符号的实数型变量 |
| time | 64 位无符号的工夫变量 |
reg clock；// 例：一个 1 位寄存器变量的申明
reg [3:0] counter; // 例：一个 4 位寄存器变量的申明memory 型变量的用法
Verilog 通过对 reg 型变量建设数组来对存储器建模，能够形容 RAM 型存储器、ROM 存储器和 reg 文件。数组中每个单元通过一个数组索引地址。
其格局定义如下：
reg [n-1:0] 存储器名 [m:0]留神 1：
reg [N-1:0] ram; // 一个 N 位的寄存器
reg ram [N-1:0]; // 一个由 N 个 1 位寄存器组成的存储器组留神 2：
不能够对一个残缺的寄存器组赋值，只能指定该寄存器组中的地址赋值。
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