如果总结使用verilog HDL进行建模的各种语法,可以将verilog HDL建模方式简单的归纳为三类:结构化描述方式、数据流描述方式、行为描述方式。一个模块中往往是将三种建模方式混合起来使用,来描述一个完整的功能。这三种建模方式是业界在使用verilog HDL的过程中不断归纳总结出来的,与IEEE 1364-2001的划分方式不太一样。这种简化后的归纳分类十分清晰,更利于掌握Verilog HDL的设计方法。学习笔记将会用四小节来分别介绍这三种建模方式的特点,以及如何使用三种方式混合建模。每小节都会介绍各种建模方式的基本概念,同时会给出详细的示例,便于读者对三种建模方式有一个概括性的了解。笔记中会以博主注的形式,说明一些需要注意的知识点并做一定延伸,并介绍三种建模方式的应用特点。
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[例1]
图1.一位全加器的结构图
代码:
module FA_struct (A, B, Cin, Sum, Cout);
input A;
input B;
input Cin;
output Sum;
output Cout;
wire S1, T1, T2, T3;
// -- statements -- //
xor x1 (S1, A, B);
xor x2 (Sum, S1, Cin);
and A1 (T1, A, B );
and A2 (T2, B, Cin);
and A3 (T3, A, Cin);
or O1 (Cout, T1, T2, T3 );
endmodule
该实例显示了一个全加器由两个异或门、三个与门、一个或门构成。S1、T1、T2、T3则是门与门之间的连线。代码显示了用纯结构的建模方式,其中xor 、and、or 是Verilog HDL 内置的门器件。以 xor x1 (S1, A, B) 该例化语句为例:xor 表明调用一个内置的异或门,器件名称xor ,代码实例化名x1(类似原理图输入方式)。括号内的S1,A,B 表明该器件管脚的实际连接线(信号)的名称,其中 A、B是输入,S1是输出。其他同。
[例2]
代码:
module Four_bit_FA (FA, FB, FCin, FSum, FCout ) ;parameter SIZE = 2;
input [SIZE-1:0] FA;
input [SIZE-1:0] FB;
input FCin;
output [SIZE-1:0] FSum;
output FCout;
wire FTemp;FA_struct FA1(
.A (FA[0]),
.B (FB[0]),
.Cin (FCin) ,
.Sum (FSum[0]),
.Cout (FTemp)
);FA_struct FA2(
.A (FA[1]),
.B (FB[1]),
.Cin (FTemp) ,
.Sum (FSum[1]),
.Cout (FCount )
);endmodule 该实例用结构化建模方式进行一个两位的全加器的设计,顶层模块Four_bit_FA 调用了两个一位的全加器 FA_struct 。在这里,以前的设计模块FA_struct 对顶层而言是一个现成的器件,顶层模块只要进行例化就可以了。注意这里的例化中,端口映射(管脚的连线)采用名字关联,如 .A (FA[2]) ,其中.A 表示调用器件的管脚A,括号中的信号表示接到该管脚A的电路中的具体信号。wire 保留字表明信号Ftemp 是属线网类型(下面有具体描述)。另外,在设计中,尽量考虑参数化的问题。器件的端口映射必须采用名字关联。
文中的代码可以直接用于综合,文中图片即为Synplify综合后的RTL View做过简单修改后的图像。为了获得和博文中一样的RTL View,必须将Synplify的Implementation Option->Disable I/O Insertion选中。
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