Verilog HDL基礎(chǔ)j教程之：程序基本結(jié)構(gòu)

模塊的框架

模塊的內(nèi)容包括I/O聲明、I/O說明、內(nèi)部信號聲明和功能定義。

1．I/O聲明

模塊的端口聲明了模塊的輸入輸出端口，其格式如下：

Module 模塊名（端口1，端口2，端口3，端口4, …）;

2．I/O說明

I/O說明的格式如下：

輸入口：input 端口名1，端口名2，…，端口名i； //（共有i個(gè)輸入口）

輸出口：output 端口名1，端口名2，…，端口名j； //（共有j個(gè)輸出口）

I/O說明也可以寫在端口聲明語句里，其格式如下：

module module_name（input port1,input port2,…,output port1,output port2… ）

3．內(nèi)部信號聲明

在模塊內(nèi)用到的和與端口有關(guān)的wire和reg變量的聲明，如下所示：

reg ［width-1 : 0］ R變量1，R變量2 …；

wire ［width-1 : 0］ W變量1，W變量2 …；

4．功能定義

模塊中最重要的部分是邏輯功能定義部分，有3種方法可在模塊中產(chǎn)生邏輯。

（1）用“assign”聲明語句。

assign a = b c;

這種方法的句法很簡單，只需寫一個(gè)“assign”，后面再加一個(gè)方程式即可。例子中的方程式描述了一個(gè)有兩個(gè)輸入的與門。

（2）用實(shí)例元件。

and and_inst（ q, a, b ）;

采用實(shí)例元件的方法在電路圖輸入方式下，調(diào)入庫元件。鍵入元件的名字和相連的引腳即可，表示在設(shè)計(jì)中用到一個(gè)跟與門（and）一樣的名為and_inst的與門，其輸入端為a、b，輸出為q。要求每個(gè)實(shí)例元件的名字必須是惟一的，以避免與其他調(diào)用與門（and）的實(shí)例混淆。

（3）用“always”塊。

always @（posedge clk or posedge clr） begin //時(shí)鐘上升沿觸發(fā)，異步清零

if（clr） q = 0; //清零

else if（en） q = d; //使能賦值

end

采用“assign”語句是描述組合邏輯最常用的方法之一，而“always”塊既可用于描述組合邏輯，也可描述時(shí)序邏輯。上面的例子用“always”塊生成了一個(gè)帶有異步清除端的D觸發(fā)器。

“always”塊可用很多種描述手段來表達(dá)邏輯，例如上例中就用了“if...else”語句來表達(dá)邏輯關(guān)系。如按一定的風(fēng)格來編寫“always”塊，可以通過綜合工具把源代碼自動(dòng)綜合成用門級結(jié)構(gòu)表示的組合或時(shí)序邏輯電路。需要注意的是，如果用Verilog模塊實(shí)現(xiàn)一定的功能，首先應(yīng)該清楚哪些是同時(shí)發(fā)生的，哪些是順序發(fā)生的。

上面3個(gè)例子分別采用了“assign”語句、實(shí)例元件和“always”塊。這3個(gè)例子描述的邏輯功能是同時(shí)執(zhí)行的。也就是說，如果把這3項(xiàng)寫到一個(gè)Verilog模塊文件中去，它們的次序不會影響邏輯實(shí)現(xiàn)的功能。這3項(xiàng)是同時(shí)執(zhí)行的，也就是并發(fā)的。

然而，在“always”模塊內(nèi)，邏輯是按照指定的順序執(zhí)行的。“always”塊中的語句稱為“順序語句”，因?yàn)樗鼈兪琼樞驁?zhí)行的。請注意，兩個(gè)或更多的“always”模塊也是同時(shí)執(zhí)行的，但是模塊內(nèi)部的語句是順序執(zhí)行的。

看一下“always”內(nèi)的語句，就會明白它是如何實(shí)現(xiàn)功能的。“if…else… if”必須順序執(zhí)行，否則其功能就沒有任何意義。如果else語句在if語句之前執(zhí)行，功能就會不符合要求。為了能實(shí)現(xiàn)上述描述的功能，“always”模塊內(nèi)部的語句將按照書寫的順序執(zhí)行。