Verilog HDL的三种描述方法
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简介：
本文介绍了Verilog HDL语言中的三种基本描述方法：行为级、结构级和门级，帮助读者理解其在数字电路设计中的应用。
在组合逻辑电路中，数据不会被存储。因此输入信号经过电路后变为输出信号的过程类似于数据流动。这种特性可以通过连续赋值语句进行建模，通常称为数据流建模。
连续赋值语句只能对连线型变量（如wire）进行驱动，并且有显式和隐式两种形式：
1. **显式连续赋值语句**：首先定义变量类型及宽度，然后使用`assign`关键字加上延迟参数来指定赋值。例如：
```verilog
wire [7:0] out;
assign #5 out = in;
```
这里`out`是8位的连线型变量，在经过5个时间单位后其值等于输入信号`in`。
2. **隐式连续赋值语句**：与显式赋值类似，但可以指定驱动强度。例如：
```verilog
wire [7:0] out = in;
```
隐式赋值默认使用的是“strong1”和“strong0”的驱动强度。
Verilog HDL是一种硬件描述语言，用于描述数字系统中的逻辑功能，包括组合逻辑与时序逻辑。它提供了三种主要的建模方式：数据流建模、行为级建模及结构级建模。在这里我们将重点讨论前两种模型：
**1. 数据流建模**
主要用于描绘组合逻辑电路，不包含存储元件，在Verilog中通过连续赋值语句实现。
**2. 行为级建模**
这种模式从外部观察数字系统的功能行为出发，更关注系统的行为而非内部结构。它包括过程语句和语句块的使用：
- **过程语句**
- `initial` 过程：用于仿真时初始化模块或为寄存器变量赋初值。
- `always` 过程：基于敏感事件列表触发，如信号上升沿和下降沿。
- **并行与串行语句块**
并行执行使用fork-join结构；而串行则通过begin-end实现按顺序执行的机制。
在行为级建模中还有一种重要的赋值方式：
**过程赋值语句**
- 阻塞赋值（`=`）：当前操作未完成前阻止后续动作，适用于组合逻辑。
- 非阻塞赋值（`<=`）：允许并行执行，适用于时序逻辑。如：
```verilog
reg [3:0] counter;
always @(posedge clk) begin
counter <= counter + 1b1;
end
```
此例中，在时钟上升沿后增加计数器值`counter`。
总之，Verilog HDL通过数据流建模和行为级建模提供了全面的工具集来描述数字系统的静态连接及动态行为。理解和掌握这些建模方式对于任何使用Verilog语言的人都至关重要。
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