
- •Глава 5. Язык описания аппаратуры Verilog hdl
- •5.1.Общие сведения
- •5.2. Операторы
- •5.3. Числа в Verilog.
- •5.3.1. Целые числа (Integers)
- •5.3.2. Неопределенное и высокоимпедансное состояния (X and z values)
- •5.5. Регистры (Registers)
- •5.6. Векторы (Vectors)
- •5.7. Массивы (Arrays)
- •5.8. Регистровые файлы (Memories)
- •5.9. Элементы с третьим состоянием (Tri-state)
- •5.10. Арифметические операторы (Arithmetic operators)
- •5.11. Логические операторы (Logical Operators)
- •5.12. Операторы отношения (Relational Operators)
- •5.13. Операторы эквивалентности (Equality )
- •5.14. Поразрядные Операторы (Bitwise Operators)
- •5.15. Операторы приведения (Reduction Operator)
- •5.16. Операторы сдвига (Shift Operator).
- •5.17. Конкатенация (объединение,Concatenation )
- •5.18. Повторение (Replication)
- •5.19. Системные директивы (System Tasks)
- •5.19.1. Директивы вывода результатов моделирования (Writing to Standard Output)
- •5.19.2. Контроль процесса моделирования (Monitoring a Simulation).
- •5.19.3. Окончание моделирования (Ending a simulation)
- •5.20. Проектирование комбинационных схем: пример проектирования мультиплексора 4 в 1.
- •5.20.1. Реализация на уровне логических вентилей (Gate Level Implementation)
- •5.20.2. Реализация мультиплексора с помощью логических операторов (Logic Statement Implementation)
- •5.20.3. Реализация с помощью оператора выбора (Case Statement Implementation)
- •5.20.4. Реализация с использованием условного оператора (Conditional Operator Implementation)
- •5.20.5. Тестовый модуль (The Stimulus Module)
- •5.21. Модули проекта (Design Blocks Modules)
- •5.21.1. Тестирование
- •5.22. Порты (Ports)
- •5.23. Правила соединения (Connection Rules)
- •5.24.2. Конструкция always (Always Block)
- •5.25. Пример проектирования последовательностного устройства: двоичный счетчик
- •5.25.1. Поведенческая модель счетчика(Behavioural Model)
- •5.26. Временной контроль (Timing Control)
- •5.26.1. Задержки (Delay)
- •5.26.2. Событийный контроль (Event-Based control)
- •5.27. Защелкивание (Triggers)
- •5.30.2. Оператор выбора (case statement)
- •5.30.3. Оператор ветвления (conditional operator)
- •5.31. Циклы (Looping Constructs)
- •5.31.1. Цикл While (While Loop )
- •5.31.2. Цикл For (For Loop)
- •5.31.3. Цикл Repeat (Repeat Loop)
- •5.31.4. Вечный цикл (Forever Loop)
- •5.32.Файлы в Verilog
- •5.32.1. Открытие файла (Opening a file)
- •5.32.2. Запись в файл (Writing to a file)
- •5.32.3. Закрытие файла (Closing a file)
- •5.32.4. Инициализация регистровых файлов (памяти) (Initialising Memories )
- •5.33. Задание векторов входных сигналов для моделирования (Verilog Input Vectors)
- •5.34. Список операторов Verilog
- •5.35. Приоритет операторов
- •5.36. Ключевые слова (Keywords )
- •5.37. Директивы компилятора
- •5.38. Типы цепей (Net Types)
5.26.2. Событийный контроль (Event-Based control)
При событийном контроле справедлив следующий синтаксис оператора события (в форме Бэкуса-Науэра)
event_control_statement::== @ event_identifier | @ (event_expression) event_expression::== | exp | event_id | posedge exp | negedge exp | event_exp or event_exp.
При событийном контроле происходит вычисление результата при каждом изменении входных сигналов
@ (clock) a = b;// при каждом такте выполняется a = b
@ (negedge clock) a = b; // когда clock -> 0, то a=b
a = @(posedge clock) b;
5.27. Защелкивание (Triggers)
Функционирование защелки рассмотрим на примере.
event data_in;
always @(negedge clock)
if (data[8]==1) -> data_in;
always @(data_in) mem[0:1] = buf;
В этом примере в каждом отрицательном фронте синхроимпульса, проверяется, равно ли data[8] единице, если, так то data_in = 1.
5.28. Список сигналов возбуждения (Sensitivity List)
Синтаксис:
event_list_statement::==@ (event_exp or event_exp)
event_exp::== (event_exp or event_exp).
Если мы желаем, чтобы блок выполнялся тогда, когда изменилась любая из входных переменных, то список сигналов возбуждения разделяется операторами or
always @ (i_change or he_changes or she_changes)
somebody_changed = 1;
Здесь изменение хотя бы одной переменной приводит к изменению остальных
5.29. Задержка распространения в вентиле (Gate Delays)
Синтаксис:
delay_statement::== gate_name delay_exp gate_details
delay_exp::== # delay_time
Данный тип задержки применим только к простейшим вентилям, определяемым в Verilog.
and #(5) a1(out, in1, in2);
5.30. Операторы ветвления (Branch Statements)
5.30.1. Оператор if (if statement)
Синтаксис:
if (conditional_expression) statement{else statement}
Как известно, оператор if (if statement) является оператором услового перехода и выполняется стандартным для языков высокого уровня способом. Условие вычисляется и в зависимости от результата выполняется либо первый оператор, либо второй. Группы операторов в ветви выделяются операторными скобками (как в языке Паскаль) begin... end. Рассмотрим реализацию нашего мультиплексора с помощью оператора If.
module multiplexor4_1 (out, in1, in2, in3 ,in4, cntrl1, cntrl2);
output out;
input in1, in2, in3, in4, cntrl1, cntrl2;
assign out = (~cntrl2 & ~cntrl1 & in1) |
( cntrl2 & ~cntrl1 & in2) |
(~cntrl2 & cntrl1 & in3) |
( cntrl2 & cntrl1 & in4) ;
endmodule
Рассмотрим пример реализация мультиплексора 4 в 1 с помощью логических уравнений.
module multiplexor4_1 (out, in1, in2, in3 ,in4, cntrl1, cntrl2);
output out;
input in1, in2, in3, in4, cntrl1, cntrl2;
reg out;
always @(in1 or in2 or in3 or in4 or cntrl1 or cntrl2)
if (cntrl1==1)
if (cntrl2==1)
out = in4;
else out = in3;
else
if (cntrl2==1)
out = in2;
else out = in1;
endmodule