Verilog学习之路（4）— Verilog HDL的程序设计语句

2021-12-18 15:30:00 阅读：275 来源： 互联网

标签：语句 clk always initial Verilog HDL out 赋值

Verilog HDL的程序设计语句

一、连续赋值语句

连续赋值语句通常用来描述组合逻辑电路，连续赋值的目标类型主要是标量线网和向量线网两种，标量线网如“wire a,b;”，向量线网如“wire [3:0] a,b”。连续赋值语句还可分为显示赋值语句和隐式连续赋值语句。
如下所示为显示连续赋值语句：

	wire a,b,c;
	assign c = a & b;

如下所示为隐式连续赋值语句：

	wire a,b;
	wire c = a & b;

如上所示，我们可以看到，显示连续赋值语句需要先类型声明(如wire)，然后使用assign关键字进行描述，而隐式赋值语句则是在声明的时候即进行赋值描述。需要知道的是，连续赋值语句只能用来对连线型变量进行驱动，而不能对寄存器型变量进行赋值。

二、过程语句

1、initial过程语句

initial过程块在进行仿真时从仿真0时刻开始执行，整个initial过程块在执行完一次后就被挂起不再执行，如果模块中存在多个initial过程块，则每个initial过程块都是同时从0时刻开始并行执行的。initial过程语句通常用于仿真模块中对激励向量的描述，或用于给寄存器变量赋初值。
initial语句块不可被综合为实际电路。
如下所示为一个initial语句块对a,b,c赋值

module initial_tb1;
	reg a,b,c;
	
	initial begin
		a = 0; b = 1; c = 0;
		#100 a = 1; b = 0;
		#100 a = 0; c = 1;
		#100 b = 1; c = 0;
		#200;
	end
	
endmodule

使用仿真工具查看波形可得如下所示
在这里插入图片描述

2、always语句

always语句块的触发由其后面的敏感事件列表决定，只要满足其敏感事件就执行该always过程块。always过程块的语法格式为

always@(<敏感事件列表>)
	语句块；

敏感事件列表可以如下所示

	@(a)									// 当信号a的值发生改变时
	@(a or b)								// 当信号a或信号b的值发生改变时
	@(posedge clock)						// 当clock的上升沿到来时
	@(negedge clock)						// 当clock的下降沿到来时
	@(posedge clk or negedge reset)			// 当clk的上升沿到来或reset的下降沿到来时

always过程语句既可以描述时许逻辑电路，也可以描述组合逻辑电路，当我们使用不同的敏感事件列表时，会产生不同的电路形式，其设计要求如下：

描述组合逻辑电路时，需要把全部的输入信号列入敏感事件列表；
描述时许逻辑电路时，需要把时钟信号和部分输入信号列入敏感事件列表。

如下为一个典型的组合逻辑电路，4选1多路数据选择器，

module mux4_1(out, in0, in1, in2, in3, sel);
	output out;
	input in0,in1,in2,in3;
	input [1:0] sel;
	reg out;				// 过程块中被赋值信号需要定义为reg类型
	always@(in0 or in1 or in2 or in3 or sel) begin
		case(sel)
			2'b00:	out = in0;
			2'b01:	out = in1;
			2'b10:  out = in2;
			2'b11:	out = in3;
			default:out = 1'bx;
		endcase
	end
endmodule

经过综合后得到的电路图如下所示
在这里插入图片描述
如下是一个8位同步置数、同步清零计数器的代码，是一个典型的时序逻辑电路，

module counter(out, data, load, rst, clk);
	output out;
	input [7:0] data;
	input load, clk, rst;
	reg [7:0] out;				// 过程块中被赋值信号需要定义为reg类型
	always@(posedge clk) begin
		if(!rst)
			out = 8'h00;
		else if(load)
			out = data;
		else
			out = out + 1;
	end
endmodule

经过综合后得到的电路图如下所示
在这里插入图片描述

我们在敏感信号列表中加入rst信号后就可以变成异步复位的计数器，

module counter(out, data, load, rst, clk);
	output out;
	input [7:0] data;
	input load, clk, rst;
	reg [7:0] out;				// 过程块中被赋值信号需要定义为reg类型
	always@(posedge clk or negedge rst) begin
		if(!rst)
			out = 8'h00;
		else if(load)
			out = data;
		else
			out = out + 1;
	end
endmodule