[Verilog] Verilog 基本格式和语法

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全文 3000 字

1. 声明格式

1.1 模块声明

module module_name (input_list, output_list);
  // 模块内部的代码
endmodule
 

1.2 输入输出声明

input input_name;
output output_name;
 

1.3 内部信号声明

wire wire_name;
reg reg_name;
 

1.4 内部逻辑声明

assign wire_name = expression;  // 组合逻辑
always @(posedge clk) begin    // 同步逻辑
  // 时序逻辑代码
end
 

1.5 连接声明

module_name instance_name (input_list, output_list);
 

1.6 数据类型声明

logic [n-1 : 0] signal_name;  // n位逻辑类型
wire [n-1 : 0] signal_name;   // n位有线类型
reg [n-1 : 0] signal_name;    // n位寄存器类型
 

1.7 运算符和表达式

expression1 + expression2;    // 加法
expression1 - expression2;    // 减法
expression1 * expression2;    // 乘法
expression1 / expression2;    // 除法
expression1 & expression2;    // 与运算
expression1 | expression2;    // 或运算
expression1 ^ expression2;    // 异或运算
~expression;                  // 取反
 

1.8 控制结构

if (condition) begin
  // 条件为真时执行的代码
end else begin
  // 条件为假时执行的代码
end

for (initialization; condition; increment) begin
  // 循环执行的代码
end

case (expression)
  value1: begin
  	// 执行代码
  end
  value2: begin
  	// 执行代码
  end
  default: begin
  	// 执行代码
  end
endcase
 

这只是Verilog语言的基本书写格式，Verilog文本文件通常以.v扩展名保存。实际应用中，还有其他更高级的功能和语法规则，可以根据具体需求进行学习和使用。

2. 书写格式

2.1 大小写

Verilog是一种区分大小写的编程语言。

2.2 换行

在Verilog中，编程格式是自由的，可以在一行内编写，也可以跨多行编写。

因此，下面两种编程方式是等效的。

不换行（不推荐的写法）：

module myModule;output reg out;input a,b,c;always@(a or b or c)beginout=a&b|c;endendmodule
 

换行

module myModule;
   output reg out;
   input a,b,c;
   always @ (a or b or c) begin
      out = a & b | c;
   end
endmodule
 

为什么推荐换行
可读性：在代码中适当的换行可以增加代码的可读性，使代码更易于理解和维护。长长的一行代码可能会导致阅读不便，特别是当代码中包含多个操作符或函数调用时。

错误排查：如果代码出现错误，换行可以帮助更精确定位错误的位置。如果一行代码太长，错误信息可能会显示为超出屏幕范围，让开发者难以找到具体的错误。

2.3 语句结束符

每个Verilog语句必须以分号作为结束符。空白符（换行、制表、空格）在编译阶段可以被忽略。

2.4 注释

在Verilog中，有两种注释方式：单行注释和多行注释。

单行注释：使用"//"符号来注释单行代码。例如：

reg [3:0] count; // 这是一个单行注释
 

多行注释：使用"/“和”/"符号来注释多行代码。例如：

/*
定义了一个10位宽的有符号整数类型(wire [9:0])的变量age。然后通过赋值语句(assign)将age赋值为10位宽的二进制数10'b1。因为10'b11表示二进制数11，它的十进制值是3。
*/

wire [9:0]  age;
assign age= 10'b11 ; 

2.5 标识符

• 标识符只能包含字母、数字和下划线，不能以数字开头。
• 标识符区分大小写。
• 标识符的长度可以是任意的，但是一般不超过1024个字符。
• Verilog有一些保留字，如always、module等，不能作为标识符使用。
• 标识符不能包含特殊字符，如空格、制表符等。
• 在Verilog中，常见的命名规范是使用小写字母和下划线，多个单词之间使用下划线分隔，例如：data_out、counter。

需要注意的是，虽然在Verilog中允许使用Unicode字符，但是为了保持代码的可读性，一般不建议在标识符中使用非ASCII字符。

2.6 关键字

Verilog的关键字包括以下内容：

and、always、assign、automatic、begin、buf、bufif0、bufif1、case、casex、casez、cmos、deassign、default、defparam、disable、edge、else、end、endcase、endfunction、endmodule、endprimitive、endspecify、endtable、endtask、event、for、force、forever、fork、function、highz0、highz1、if、ifnone、initial、inout、input、integer、join、large、macromodule、medium、module、nand、negedge、nmos、nor、not、notif0、notif1、or、output、packed、parameter、pmos、posedge、primitive、pull0、pull1、pulldown、pullup、rcmos、real、reg、release、repeat、rnmos、rpmos、rtran、rtranif0、rtranif1、scalared、signed、small、specify、specparam、strong0、strong1、supply0、supply1、table、task、time、tran、tranif0、tranif1、tri、tri0、tri1、triand、trior、trireg、unsigned、use、vectored、wait、wand、weak0、weak1、while、wire、wor、xnor、xor等。

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参考文献

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