作者Zephyr750 (紅蓮西風750)
看板Electronics
標題[心得] verilog code 語法心分享
時間Sun Apr 17 16:48:37 2011
先說我不是高手！但是在verilog中略有心得
PTT的C_CPP版得知Programing版
在Programing版討論HDL串中發現此版
小小的瀏覽一下發現對於verilog有很多討論
就想在此與版友分享
----------------癈話完畢--------------------
Verilog Code是硬體，寫出來的就是元件（不只是語法）
所以，新手要練到
1.在寫的同時，可以知道自己寫的是什麼元件
2.在合成的同時，可以知道合成出來的檔是什麼
是一件很重要的事
先來說第一件事
「在寫的同時，可以知道自己寫的是什麼元件」
要對於語法與元件的意義了解到某種程度，才可以掌握得很好
那語法要怎麼了解呢？（此篇先討論這件事吧？！）
HDL大致上分成兩種電路
1.有clk
2.無clk
學術上（或業界）使用的詞很多！像Gate level、RTL...來分類電路
在此盡可能不要提這些專有名詞（因為我也搞不太懂）
「有clk」的電路屬於「受時間控制」的電路
也就是 觸發時 輸入是什麼，輸出才是什麼，花的時間以clk數（全波）計算
例如：
在Verilog中
always@(posedge clk) 表示 在clk正緣觸發時，以下電路動一次
always以下描述的電路隨clk的正緣變化才存在（動作）！
輸入是什麼東西，變化了幾次，都不存在（動作或影響）...
這也是最常見的寫法
還有「<=」的語法
「<=」代表不等待上一行回應，完成馬上執行
（這觀念是老師教的，我自己還沒有很懂！但老師的確是這樣講的沒錯）
我自己的理解是「觸發同時執行」（相同時間，也就是隨時間控制）
所以「<=」會放在「always@(正緣或負緣 clk）」的裡面。
還有「reg」的語法
在特定時間時，才更新內容的電路元件
不然儲存的內容不變（儲存功能就這樣出現了）
所以「reg」會放在「<=」的左邊，因為要更新資訊。
「無clk」的電路屬於「不受時間控制」的電路
: -也就是輸入是什麼，輸出馬上就是什麼，花的時間以gate count計算
+也就是輸入是什麼，輸出馬上就是什麼，花的時間以gate delay計算 //bakerly更正
例如：
在Verilog中
assign ...
assign後面描述的電路為永久存在！
只要輸入變化，輸出也就會馬上變化
（因為沒有時間條限制電路的存在性）
同義寫法為（個人不常這麼寫，不過很多assign可以用這個取代）
always@* 或 always@(a, b, c, ...)（沒有正負緣）
還有「=」的語法
「=」代表等待上一行回應後，再執行
（這觀念是老師教的，我自己還沒有很懂！但老師的確是這樣講的沒錯）
就是不隨時間影響，永久存在的電路（接線之類的）
所以「=」會放在always@(正緣或負緣 clk)外面
還有「wire」的語法
字面上是線，但是它代表永久存在的資料空間，只要輸入改變輸出就改變
（所以，不拿來用在儲存資料）常用在元件之間的立即傳遞資料
這種電路速度極快！不用等clk完成全波，馬上就可以做很多動作（只要輸入一直變）
但是容易失控
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接下來講常見句子
先說無clk的
assign a = (c > 10) ? b : b+1;
(c > 10)?
也就是
if(c > 10)（這種寫法在有clk的比較常見，只差在一個DFF）
代表一個方塊，裡面很多邏輯閘，在條件成立時輸出為hi（1bit的訊號輸出）
這個方塊已經在synthesis時最佳化（用數位邏輯教的方法）
輸出的線接給一個2to1的選擇器
輸入都算好了 b, b+1，輸出就等選擇的線決定誰要輸出
assign a = b + c;
assign a = b;
assign a = ....
剩下的我想不用我多說了！多練習就可以看懂複雜的Gate level電路了！
再說有clk的電路
always@(posedge clk)
代表以下電路都有接clk這條線，並且是正緣觸發（沒有小圓圈）
+---- +----
clk | clk |
----|> ----o|>
| |
+---- +----
正緣 負緣
always@(poedge clk, negedge rst)
begin
if(!rst) → 在此一定要使用!，而且上面的negedge rst一定要寫
...
end
有寫 negedge rst 電路不會把
if(!rst) //若rst負緣觸發
當作是
if(rst == 0) //若rst低準位
或
if(~rst) //若rst低準位
在有clk影響的電路將clk和rst設定好之後，就看見以下的語法（常用語法）
（因大多數電路都是用DFF組成，
所以rst通常都會設定，不過也有不用的時候！）
always@(posedge clk, negedge rst) //正負緣看需求訂定
begin
if(!rst)
begin
....（初始化設定）
end
else
begin
....（電路function）
end
end
以上，應該可以應付很多新手觀念上模糊的問題了！
之後只要依一開始講的方向去做，合成完看RTL、synthesis report的時間估計
以及檔案之間的變化，慢慢的就可以成為高手了！
而合成的過程也可以在coding時掌握住！也就有寫元件的感覺了....
在那時，如果有人問你，你可以說「我不是高手！不過略懂..」
跟別人分享心得，互相成長！
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 219.80.140.211
推 pachingoo:推 04/17 18:48
推 xwxw:推 04/17 20:02
推 robertshih:"="與"<="的涵意很深 如果做到synthesis就看得出差異了 04/17 20:25
推 pupucar:不使用專有名詞而喜歡用自己的語言 等你出來工作就知道死 04/17 20:45
→ pupucar:除非你天縱英才 可以一人搞定專案 都不用cowork的 04/17 20:47
→ Zephyr750:樓上！只是本篇不用！不代表一輩子不用....XD 04/17 20:53
推 echw:推!! 不過很多東西還是自己摸過才知道 04/17 21:25
→ echw:像前面有人說的 "=" 和 "<=" 不完全是原PO所解釋得如此 04/17 21:26
→ echw:比較簡單的用法裡面 "="可以用在你像是寫"c語言"那樣用 04/17 21:28
推 echw:初學者通常會在"="和"<="有疑問 是因為寫道"always" 04/17 21:30
→ echw:always裡面的描述 可以類似電路化的思考 用"<=" 04/17 21:32
→ echw:或者"c語言"的方法 用"=" 這是比較基礎的概念 04/17 21:32
→ Zephyr750:我個人不推薦把c語言和HDL語言拿來比較或介紹觀念... 04/17 21:41
→ Zephyr750:我改一下好了！ 04/17 21:42
※ 編輯: Zephyr750 來自: 114.33.224.25 (04/17 21:45)
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→ Zephyr750:好像愈改愈看不懂！^^" 04/17 21:47
推 echw:已經寫得很好了XDD 04/17 21:55
推 maxwellee:推推推 04/18 02:24
推 luckyBF:推一下 04/18 07:39
推 masage0514:大大 我想請問 !rst跟~rst難道不一樣嗎?差在哪?謝謝 04/20 12:48
→ uxijgil:reg不一定是受時間控制的 ex: reg a; always @(*) a = b; 04/20 21:35
→ uxijgil:!(2'b10) = 1'b0 ; ~(2'b10) = 2'b01 ; 對單訊號則沒差 04/20 21:37
→ Zephyr750:~所有bit反向, ! 1'b1（最小的bit）反向 04/20 23:20
→ Zephyr750:!(2'b10) = ~(1'b0) = 1'b1 好像是這樣才對 04/20 23:23
※ 編輯: Zephyr750 來自: 114.33.224.25 (04/21 00:02)
推 Pash77:錯 !2'b10 = ~(2'b10==0) = ~0 = 1 不然你用 !2'b01 就知 04/21 06:42
→ Pash77:我也寫錯! 是 !=0 才對 04/21 06:43
推 Pash77:!rst = !(rst!=0) 所以 rst=0 時 !(0!=0)=!0=1 04/21 06:46
→ Pash77:這個全華中譯本應該有吧? 04/21 06:48
推 pikachu2005:推~+1 04/21 13:55
推 potatojerry: ~: bitwise, ! : logical 04/22 23:09
→ bakerly:gate count是面積單位,不是時間單位, wire真的就是線 04/23 22:08
※ 編輯: Zephyr750 來自: 59.120.98.226 (11/14 11:23)
推 tj0706: 推推 04/07 11:34