FPGA学习altera系列: 第五篇 Verilog HDL基础语法及三种建模方式

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今天给大侠带来“FPGA学习系列 altera"系列，持续更新。此学习心得是本人之前所写，所用设计软件为Quartus II 13.1，现Quartus II 新版本已更新到19+，以下仅供初学者学习参考。后续会更新其他系列，敬请关注。话不多说，上货。

在Verilog HDL语言中，可综合的语句（可以被综合成电路）并不多，本篇中着重介绍可综合语句，不可综合语句后续再来介绍。

模块（module）是verilog HDL设计当中的基本组成单元，每个设计都是由一个或者多个模块构成，为了能更好地完成设计，我们先来学习模块的写法。

注意：在设计当中，应该在英文状态下输入，否则将会出现语法错误。Verilog HDL 是区分大小写的。

模块必须以关键字module开始，以关键字endmodule结束，例：

module <模块名> (<端口名称，···，端口名称>)；

<端口方向> <端口类型> <端口位宽><端口名称>；

······

······

endmodule

端口的方向：input（输入），output（输出），inout（双向端口）。

端口类型：wire（可以省略不写），reg。

端口的位宽：[X -1:0](定义一个位宽为X的总线)。

中间寄存器或中间连线，定义方法如下：

wire [X-1:0] <名称>；

reg [X-1:0] <名称>；

下面介绍verilog建模的方法：

1. 结构建模

在学习结构建模之前，我们首先先来学习一下，怎么样调用模块实例。

假设我们已经写好了一个二选一多路选择器的代码，如下：

module mux21 （dataa，datab， outdata， sel）；
      input [2:0] dataa;
      input [2:0] datab;
      inpur sel;
      outdata [2:0] outdata;
      ········
      ········
endmodule

那么我们应该怎么样去调用它呢？如下：

<模块名><实例名>(

.端口（连线），

.端口（连线）

);

下面是用结构建模的方式实现三选一：

module mux31 （dataa, datab, datac, sel1, sel2, outdata）；

  input[2:0] dataa;
  input[2:0] datab;
  input [2:0] datac;
  input sel1;
  input sel2;
  output [2:0] outdata;

  wire [2:0] data;

  mux21  mux21_dut1（
                    .dataa(dataa)，
                    .datab(datab)，
                    .outdata(data)，
                    .sel(sel1)
                  ）；

  mux21  mux21_dut2（
                    .dataa(data)，
                    .datab(datac)，
                    .outdata(outdata)，
                    .sel(sel2)
                  ）；
         
endmodule

上述建模是利用了两个二选一多路选择器来构成了一个三选一多路选择器。

2. 数据流建模

使用assign 语句进行赋值，例如：

assign outdata = indata1 + indata2；

上述赋值执行的方式：当等号右端的数据发生变化时，右端的表达式就会被重新计算，然后赋给等号左侧的变量。

3. 行为建模

使用always 进行建模，例如：

always @ （posedge clk）
  if（rst）
    outdata <= 0;
  else
    outdata <= indata;

1) always 语句是重复执行的.

2) 括号里面的内容为敏感变量，当敏感变量有变化时，always语句执行一次。

3) 当敏感列表里面是posedge （上升沿）或者negedge（下降沿）时，用来描述时序逻辑，直接为某个电平时，用来表示组合逻辑。

4) 时序逻辑用<=(非阻塞)赋值，组合逻辑用=（阻塞）赋值。

5) 凡是在always模块当中被赋值了，都应该定义成reg的形式。

上述只是很简单的介绍了语法，如果还是不明白的小伙伴可以直接看笔者后续的内容，在应用中，慢慢去体会这些语法。

END

‍制作人：郝旭帅