第5章Verilog設(shè)計深入

1、第第5章章Verilog設(shè)計深入設(shè)計深入 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.1 過程中的兩類賦值語句過程中的兩類賦值語句 5.1.1 阻塞式賦值阻塞式賦值 5.1.2 非阻塞式賦值非阻塞式賦值 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.2 過程結(jié)構(gòu)總結(jié)過程結(jié)構(gòu)總結(jié) 1. 過程語句為一無限循環(huán)語句過程語句為一無限循環(huán)語句 2. 過程中的語句具有順序和并行雙重性過程中的語句具有順序和并行雙重性 3. 過程語句本身是并行語句過程語句本身是并行語句 4. 過程中只允許描述對應(yīng)單一時鐘的同步時序邏輯過程中只允許描述對應(yīng)單一時鐘的同步時序邏輯 5. 不完整條件語句與時序電路的關(guān)系不完整條件語句與時序電路的關(guān)系 杭州電

2、子科技大學(xué) EDA技術(shù)電路活動的并發(fā)性n硬件電路的不同部分是同時工作的。在同一時刻，電路中不同位置的信號可能同時發(fā)生變化，這就是硬件電路的并發(fā)性(concurrents)。n因此assign語句是并行執(zhí)行的。n在同步時序電路中，當一個時鐘信號到來時，相連的所有觸發(fā)器都會動作，要描述這一特性，必須使相應(yīng)的賦值同時完成。n因此在用always過程塊中來描述時序電路時，Verilog HDL就規(guī)定了非阻塞賦值語句的同時、并行性。杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)HDL描述中的并發(fā)性nalways過程的描述相當于一個進程。nassign語句可以等效描述為一個always過程塊。 always (a,b,c)

3、 begin dout = a & b | c; endn顯然一個模塊描述中的多個assign語句或always過程都應(yīng)是并行執(zhí)行的。 n整個數(shù)字電路或系統(tǒng)可看成是一個相互間通信的并發(fā)進程的集合。assign dout = a & b | c ;杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)并發(fā)性與賦值操作：例nassign與非阻塞賦值的并行性assign Q1 = A | B;assign Q2 = B C;assign Q1 = C & A;過程描述always(A,B,C) begin Q1 = A | B; Q2 = B C; Q1 1, B = 0 1always(A,B,C)

4、 begin M1 = A ; M2 = B & M1; Q = M1 | M2; end非阻塞式賦值示例非阻塞式賦值示例always(A,B,C) begin M1 = A ; M2 = B & M1; Q = M1 | M2; end阻塞式賦值示例阻塞式賦值示例杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)阻塞 vs. 非阻塞賦值(2)module DFF3(CLK,D,Q); output Q; input CLK,D; reg a,b,Q; always (posedge clk) begin a = D; b = a; Q = b; endendmodule阻塞賦值示例阻塞賦值示例mo

5、dule DFF3(CLK,D,Q); output Q; input CLK,D; reg a,b,Q; always (posedge clk) begin a = D; Q = b; b = a; b = a; Q = b; a = D; endendmodule非阻塞賦值示例非阻塞賦值示例杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)阻塞 vs. 非阻塞賦值(3)n當一個always過程塊中同時包含阻塞與非阻塞賦值語句時，非阻塞賦值會在阻塞語句都執(zhí)行完畢后再一起執(zhí)行。 n下列代碼中b1較a1更早被賦值！always (*) begin if (in1=1) / 第第1行行 a1 =4B1010; / 第

6、第2行行 if(in2=0) / 第第15+n行行 b1 = 4B0011; / 第第30+m行行 end杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.1 過程中的兩類賦值語句過程中的兩類賦值語句 5.1.3 深入認識阻塞賦值和非阻塞式賦值的特點深入認識阻塞賦值和非阻塞式賦值的特點 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.1 過程中的兩類賦值語句過程中的兩類賦值語句 5.1.3 深入認識阻塞賦值和非阻塞式賦值的特點深入認識阻塞賦值和非阻塞式賦值的特點 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)阻塞 vs. 非阻塞賦值(5)n一般用阻塞賦值描述組合邏輯；非阻塞賦值描述同步時序邏輯中邊沿敏感的操作。n由于阻塞賦值語句的書寫順序影響電

7、路綜合結(jié)果，一般時序電路描述時不建議使用。n可以在一個always過程中對同一變量進行多次阻塞式賦值；但對同一變量的多次非阻塞式賦值，起作用的是最后一次。n只有當語句的執(zhí)行次序不影響結(jié)果時，阻塞和非阻塞賦值才是等價的。n不要在一個always塊中混合使用阻塞和非阻塞賦值。杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)完整完整 vs. 不完整條件語句不完整條件語句（1 1） 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)完整完整 vs. 不完整條件語句不完整條件語句（2 2）杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.2杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.2杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.3 移位寄存器設(shè)計移位寄存器設(shè)計 5.3.1 含同步預(yù)置功

8、能的移位寄存器設(shè)計含同步預(yù)置功能的移位寄存器設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)20移位寄存器移位寄存器(1)(1) n可以用來寄存數(shù)據(jù)與代碼，還可以用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換、數(shù)值的運算以及數(shù)據(jù)的處理。n是計算機的主要部件之一。是計算機的主要部件之一。n數(shù)據(jù)可以在時鐘脈沖作用下一次逐位右移或左移。4.3 基本時序電路描述基本時序電路描述杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)21移位寄存器移位寄存器(2)(2)n右移寄存器右移寄存器Q3 Q2 FF2DFF3DFF1DQ1R0FF0DQ0RiQ0Q1Q2Q3RD清清0 04.3 基本時序電路描述基本時

9、序電路描述杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)22移位寄存器設(shè)計移位寄存器設(shè)計n含同步預(yù)置功能的移位寄存器含同步預(yù)置功能的移位寄存器 4.3 基本時序電路描述基本時序電路描述module SHFT1(CLK,LOAD,DIN,QB); /右移移位寄存器右移移位寄存器 output QB; input CLK,LOAD; input 7:0 DIN; reg 7:0 REG8; always (posedge CLK) begin if (LOAD) REG8 = DIN ; else REG86:0 n 與與 Vn 表示將變量表示將變量V中的數(shù)據(jù)右中的數(shù)據(jù)右/左移左移n 位

10、，移出的位用位，移出的位用0填補。填補。杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.3 移位寄存器設(shè)計移位寄存器設(shè)計 符號數(shù)的移位操作符：符號數(shù)的移位操作符： 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.3 移位寄存器設(shè)計移位寄存器設(shè)計 5.3.3 使用移位操作符設(shè)計移位寄存器使用移位操作符設(shè)計移位寄存器 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.1 參數(shù)定義關(guān)鍵詞參數(shù)定義關(guān)鍵詞parameter杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)29設(shè)計重用n通過parameter定義在設(shè)計時設(shè)置可變參數(shù)，可使所設(shè)計的電路模塊成為可參數(shù)化的，不僅可提高代碼的可

11、讀性和可維護性，也便于設(shè)計重用。n設(shè)計的可重用性是提高設(shè)計效率、降低設(shè)計成本的手段，對實際工程設(shè)計有重要意義。n通常將數(shù)據(jù)位數(shù)、總線寬度等參數(shù)用parameter定義。杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.2 整數(shù)型寄存器類型定義整數(shù)型寄存器類型定義 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.3 for語句用法語句用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.3 for語句用法語句用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及

12、相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.4 repeat語句用法語句用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.5 while語句用法語句用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.4 乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用乘法器設(shè)計及相關(guān)語句應(yīng)用 5.4.5 while語句用法語句用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.5 if語句一般用法語句一般用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.5 if語句一般用法語句一般用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.5 if語句一般用法語句一般用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.5 if語句一般用法語句一般用法 杭州

13、電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.5 if語句一般用法語句一般用法 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.1 三態(tài)控制電路設(shè)計三態(tài)控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.2 雙向端口設(shè)計雙向端口設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)43雙向端口應(yīng)用n雙向端口一般用于總線接口器件雙向端口一般用于總線接口器件 5.3 5.3 三態(tài)門與雙向端口三態(tài)門與雙向端口杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.2 雙向端口設(shè)計雙向端口設(shè)計 杭州電子科技大

14、學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.2 雙向端口設(shè)計雙向端口設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6.3 三態(tài)總線控制電路設(shè)計三態(tài)總線控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.3 三態(tài)總線控制電路設(shè)計三態(tài)總線控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.6 三態(tài)與雙向端口設(shè)計三態(tài)與雙向端口設(shè)計 5.6.3 三態(tài)總線控制電路設(shè)計三態(tài)總線控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計模可控計數(shù)器設(shè)計 5.7.1 同步加載模型設(shè)計同步加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器

15、設(shè)計?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計 5.7.1 同步加載模型設(shè)計同步加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計 5.7.2 異步加載模型設(shè)計異步加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計 5.7.2 異步加載模型設(shè)計異步加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計模可控計數(shù)器設(shè)計 5.7.3 異步清異步清0加載模型設(shè)計加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計 5.7.3 異步清異步清0加載模型設(shè)計加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.7 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計模可

16、控計數(shù)器設(shè)計 5.7.4 同步清同步清0加載模型設(shè)計加載模型設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.8 半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.8 半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.8 半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計半整數(shù)與奇數(shù)分頻電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.9 Verilog的描述風(fēng)格的描述風(fēng)格 5.9.1 RTL描述描述 5.9.2 行為描述行為描述 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)5.9 Verilog的描述風(fēng)格的描述風(fēng)格 5.9.3 數(shù)據(jù)流描述數(shù)據(jù)流描述 5.9.4 結(jié)構(gòu)描述結(jié)構(gòu)描述 杭州電子科

17、技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-1 半整數(shù)與奇數(shù)分頻器設(shè)計半整數(shù)與奇數(shù)分頻器設(shè)計 5-2 ?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計?？煽赜嫈?shù)器設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 接下頁杭

18、州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 接上頁接下頁杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-3 VGA彩條信號顯示控制電路設(shè)計彩條信號顯示控制電路設(shè)計 接上頁杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-4 移位相加型移位相加型8位硬件乘法器設(shè)計位硬件乘法器設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-4 移位相加型移位相加型8位硬件乘法器設(shè)計位硬件乘法器設(shè)計 杭州電子科技大學(xué) EDA技術(shù)實驗與設(shè)計實驗與設(shè)計 5-5 移位寄存器設(shè)計移位寄存器設(shè)計 5-6 串行靜態(tài)顯示控制電路設(shè)計串行靜態(tài)顯示控制電路設(shè)計 人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明