《Verilog HDL学习笔记》是一份系统记录和总结了在数字电路设计中使用Verilog硬件描述语言的学习心得和技术要点的文档。适合初学者参考。
### Verilog HDL 学习笔记综合解析
#### 一、Verilog HDL 的标准化历程与基本描述方式
- **标准化历程**：
- **首次提出时间**：1983年，Verilog HDL作为一种硬件描述语言首次被提出。
- **标准化时间**：1995年，Verilog HDL被IEEE（电气和电子工程师协会）标准化，成为正式的标准之一。
- **基本描述方式**：
- **行为描述方式**：通过过程化的结构来描述电路的行为，适用于复杂的系统设计。
- **数据流方式**：使用连续赋值语句来描述数据流动的方向，适合简单的组合逻辑电路设计。
- **结构化方式**：利用门和模块实例语句来进行描述，可以实现更底层的电路建模。
#### 二、Verilog HDL 的主要数据类型与用户定义原语
- **主要数据类型**：
- **线网数据类型（wire）**：用于表示信号线上的值，是硬件设计中最常见的数据类型之一。
- **寄存器数据类型（reg）**：用于存储状态信息，如状态机的状态值等。
- **用户定义原语（UDP）**：
- UDP 可以是组合逻辑原语或时序逻辑原语，允许用户自定义基本的逻辑单元，提高了设计的灵活性。
#### 三、基本逻辑门与开关级基本门
- **开关级基本门**：
- PMOS 和 NMOS 等晶体管组成的开关，用于构建更底层的电路模型。
- **基本逻辑门**：
- AND、OR、NAND等逻辑门，是构建数字电路的基础。
#### 四、系统任务与系统函数
- **系统任务与系统函数标识符**：“$”是所有系统任务和系统函数的标识符，用于调用预定义的特殊功能。
#### 五、布尔类型及按位运算
- **布尔类型**：虽然 Verilog HDL 中没有直接的布尔类型定义，但可以通过 `wire BIT;` 等效地实现布尔变量。
- **按位运算**：支持按位与、按位或等运算符，对于逻辑电路的设计非常有用。
#### 六、文本替换编译指令
- **定义**：`define BIT 32` 定义了一个常量 `BIT`，其值为 32。
- **取消定义**：`undef BIT` 取消了之前定义的常量 `BIT`。
#### 七、线网类型的默认值与未显式说明的线网类型
- **线网类型默认值**：线网类型的默认值为 `z`（高阻态），寄存器类型的默认值为 `x`（未知状态）。
- **未显式说明的线网类型**：如果没有显式指定线网类型的宽度，则默认为 1 位线网。
#### 八、变量定义错误案例
- **错误示例**：`integer [0:3] Ripple;`
- **正确修改**：
- `integer Ripple;` 定义一个整数型寄存器。
- `integer Ripple [0:3];` 定义一个包含四个整数型寄存器的数组。
#### 九、内存加载
- **示例**：`reg [0:63] Mem [0:31];$readmemh (MEMA.DATA,Mem);`
- **解释**：此代码段将从文件 MEMA.DATA 中读取数据并将其加载到名为 `Mem` 的内存中。
#### 十、编译时覆盖参数值的方法
- **参数定义语句**：使用 `parameter` 关键字定义参数。
- **模块初始化语句中定义参数**：在模块实例化时通过赋值来覆盖默认参数值。
#### 十一、解码器建模与条件语句
- **解码器建模**：使用移位操作符 `<<` 来实现解码功能。
- **条件语句的作用**：`if` 语句用于 `always` 模块中，而 `?:` 语句用于 `assign` 语句中，后者更为简洁灵活。
#### 十二、case 语句的处理规则
- **长度不同时的处理**：所有 case 表达式的长度都会统一为最长的长度。
- **不确定值与无关值**：`x` 表示不确定值，`z` 和 `?` 表示无关值。
#### 十三、顺序语句块与并行语句块的区别
- **顺序语句块**：语句按照先后顺序依次执行。
- **并行语句块**：语句块内的语句并行执行。
- **混合
5星
