多年之后重新看verilog记录

Verilog是一种硬件描述语言，广泛应用于数字系统的建模、仿真和综合，特别是在单片机和FPGA设计中。本文将详细解析Verilog的关键概念和语法结构。 1. 声明（Declaration） 声明是Verilog代码的基础，它定义了变量、端口、模块等元素。在`Begin: nameHERE End`、`fork: nameHERE Join`、`Function; HERE Endfunction`、`Task; HERE Endtask`、`Module; HERE Endmodule`等结构中，可以声明各种类型，如`input`、`output`、`register`、`integer`和`parameter`等。然而，并非所有声明都可在所有这些结构中使用。例如，`parameter`通常在模块或任务的定义中声明，用来设置可配置的常量。 1.2 Construct Verilog有四种主要的构造（Construct）：`always`、`initial`、`task`和`function`。它们分别用于不同的目的： - `always`块：常用于时序逻辑的描述，如状态机和组合逻辑的计算。 - `initial`块：用在仿真开始时一次性执行的代码，常用于初始化变量或启动进程。 - `task`：自定义的任务，可以包含多个语句，可以像函数一样被调用。 - `function`：类似于C语言中的函数，返回一个值，不能改变外部变量的状态。 1.3 模块（Module） 模块是Verilog的基本构建单元，代表硬件实体。有两类模块声明： - 普通模块（Module）：`module ModuleName [( Port,...)]; ... endmodule` - 宏模块（Macromodule）：`macromodule ModuleName [( Port,...)]; ... endmodule`，主要用于宏替换，提高代码复用性。 1.4 参数（Parameter） `parameter`声明在模块内部，编译时会被其赋值所替换。这使得模块参数化，便于不同实例间配置。 1.5 语句（Statements） Verilog支持多种控制和赋值语句，包括： - `TimingControl`：控制执行的时间，如`#delay`。 - `ProceduralAssignment`：顺序赋值，如`=`和`<=`。 - `ProceduralContinuousAssignment`：连续赋值，如`always`块内的`=`。 - `Force/Release`：强制赋值，用于仿真时强制信号值。 - `If/Case/For/Forever/Repeat/While`：条件分支和循环控制。 - `Task/Enable`：调用和启用任务。 - `EventTrigger`：如`-> EventName;`，响应特定事件。 1.6 Task `task`定义了一组操作，可以接收输入、输出和双向参数。其格式为： ```verilog task taskname; input [Range] Name,...; output [Range] Name,...; inout [Range] Name,...; register Parameter Event; statement; endtask ``` 1.7 Function `function`定义了一个无副作用的计算过程，返回一个值。其声明类似，但不改变外部状态： ```verilog function [RangeOrType] FunctionName; input [Range] Name,...; register Parameter Event; statement; endfunction ``` 1.8 Begin语句块 `begin`关键字用于创建一个语句块，可包含多个语句，并可以指定标签（Label），方便跳转。声明可以在这类块中进行。 1.9 Fork语句块 `fork`语句用于并发执行一系列语句，与`join`配合使用，以同步这些并发执行的语句。同样，可以在`fork`块中声明变量。 Verilog通过声明、构造、模块、参数、语句以及任务和函数等机制，提供了描述复杂数字系统的能力，是FPGA和ASIC设计的重要工具。理解并熟练掌握这些概念对于进行有效的硬件设计至关重要。