第7讲Verilog设计的层次.ppt

第7讲 Verilog描述方法 在Verilog程序中可通过如下方式描述电路的结构 ◆ 调用Verilog内置门元件（门级结构描述） ◆ 调用开关级元件（晶体管级结构描述） ◆ 用户自定义元件UDP（也在门级） Verilog的 内置门元件 门元件的调用 调用门元件的格式为： 门元件名字 <例化的门名字>（<端口列表>） 其中普通门的端口列表按下面的顺序列出： （输出，输入1，输入2，输入3……）； 比如： and a1(out,in1,in2,in3); //三输入与门 对于三态门，则按如下顺序列出输入输出端口： （输出，输入，使能控制端）； 比如： bufif1 mytri1(out,in,enable); //高电平使能的三态门 门级结构描述的2选1MUX module MUX1(out, a, b, sel); output out; input a, b, sel; not (sel_, sel); and (a1, a, sel_), (a2, b, sel); or (out, a1, a2); endmodule 2. 行为描述 就是对设计实体的数学模型的描述，其抽象程度远高于结构描述方式。行为描述类似于高级编程语言，当描述一个设计实体的行为时，无需知道具体电路的结构，只需要描述清楚输入与输出信号的行为，而不需要花费更多的精力关注设计功能的门级实现。 行为描述的2选1MUX 3. 数据流描述 数据流描述方式主要使用持续赋值语句，多用于描述组合逻辑电路，其格式为： assign LHS_net=RHS_expression; 右边表达式中的操作数无论何时发生变化，都会引起表达式值的重新计算, 并将重新计算后的值赋予左边表达式的net型变量。 数据流描述的2选1MUX module MUX3(out, a, b, sel); output out; input a, b, sel; assign out = sel ? b : a; endmodule 4. 不同描述风格的设计 对设计者而言，采用的描述级别越高，设计越容易； 对综合器而言，行为级的描述为综合器的优化提供了更大的空间，较之门级结构描述更能发挥综合器的性能，所以在电路设计中，除非一些关键路径的设计采用门级结构描述外，一般更多地采用行为建模方式。 不同描述风格的设计举例 分别用三种描述方式设计1位全加器 分别用三种描述方式设计4位全加器 结构描述的一位全加器 module full_add1(a, b, cin, sum, cout); input a, b, cin; output sum, cout; wire s1,m1, m2, m3; and (m1, a, b), (m2, b, cin), (m3, a, cin); xor (s1, a, b), (sum, s1, cin); or (cout, m1, m2, m3); endmodule 数据流描述的1位全加器（方法1） module full_add2(a, b, cin, sum, cout); input a, b, cin; output sum, cout; assign sum = a ^ b ^ cin; assign cout = (a & b ) | (b & cin ) | (cin & a ); endmodule 数据流描述的1位全加器（方法2） module full_add2(a, b, cin, sum, cout); input a, b, cin; output sum, cout; assign {cout,sum}=a+b+cin; endmodule 行为描述的1位全加器 module full_add4(a,b,cin,sum,cout); input a,b,cin; output sum,cout; reg sum,cout,m1,m2,m3; always @(a or b or cin) begin m1=a&b; m2=b&cin; m3=a&cin; sum=(a^b)^cin; cout=(m1|m2)|m3; end endmodule 结构描述的4位级连全加器 `include " full_add1.v" module add4_1(sum, cout, a, b, cin); output [3:0] sum; output cout; input [3:0] a, b; input cin; ? full_add1 f0 (a[0],b[0],cin,sum[0],cin1);