华为verilog HDL入门教程

本文档是一份华为公司内部使用的《Verilog HDL入门教程》。此教材旨在帮助初学者快速掌握硬件描述语言（HDL）的设计方法，尤其是Verilog HDL的使用。Verilog HDL是一种用于电子系统级设计和仿真的硬件描述语言，广泛应用于集成电路（IC）设计和验证领域。 在Verilog HDL的设计方法学简介中，首先介绍了数字电路设计的几个层次。设计可以分为算法级、寄存器传输级（RTL）和门级设计。算法级设计不涉及时序信息，而是通过高级语言描述算法；RTL级设计则侧重于数据流在寄存器之间的传输；门级设计是具体到逻辑门的连接方式。其中，Verilog HDL语言主要应用于RTL级设计，但也可以用于更高层次或更底层的设计描述。 Verilog HDL作为一种硬件描述语言，拥有自己的历史和能力。它起源于1984年，由Gateway Design Automation公司开发，后来成为了IEEE标准（IEEE 1364-1995和IEEE 1364-2001）。Verilog HDL具备描述数字电路行为、结构和数据流的能力，并支持自顶向下和自底向上的设计方法。 Verilog HDL的建模概述包括模块的定义、结构、语法、时延以及三种基本建模方式：结构化、数据流和行为描述。结构化建模方式关注硬件的物理结构，数据流建模关注信号值的变化，行为建模则描述电路的运行时序和功能。混合设计描述是指将这些方法结合起来使用。 在Verilog HDL基本语法部分，介绍了标识符的定义、关键词、书写规范建议、注释和格式。此外，还探讨了数字值集合（如二进制、八进制、十进制、十六进制等）、常量、数据类型（包括线网类型和寄存器类型），以及运算符和表达式（包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、按位逻辑运算符、条件运算符和连接运算符）。基本语法还涉及条件语句和case语句，这些语法结构是编写Verilog HDL代码的基础。 结构建模部分阐述了模块定义结构、模块端口和实例化语句。结构化建模通过模块化的思想，以实例化的方式构建复杂的电路结构。同时，也给出结构化建模的具体实例，让读者更好地理解如何在实际设计中运用。 数据流建模部分介绍了连续赋值语句和阻塞赋值语句，它们是描述信号间关系的重要语法结构。与行为建模不同，数据流建模更加侧重于描述信号的流向和值的变化，而不是描述信号变化的时序。 行为建模部分包括了对行为建模的简介，顺序语句块，过程赋值语句，以及行为建模的具体实例。行为建模更加注重描述电路的功能和时序行为，是最接近传统软件编程的设计方法。 文档还包含了其他方面的一些内容，如习题和附录A，其中附录A列出了Verilog HDL的保留字。此外，参考资料清单和缩略语清单提供了对文档中所用术语的英文全名和中文解释，便于读者查找和理解。 文档说明了此系列教材的开发背景、目标和使用方法。由于教材开发时间仓促，文档可能尚有不完善之处，鼓励读者在学习过程中提出宝贵意见，以便进行修改和完善。