Verilog与FPGA #1 入门:分析一个4位二进制加法计数器

module counter (q, cout, reset, cin, clk);

parameter N=4; //定义N用来复用这个值

output [N:1] q;  //指明端口性质 位宽4到1  从1234,4比特 4bit 习惯性高位写在左边
//此处q没有显式声明而是output ,系统默认表示wire类型

output cout; //表示溢出   此处cout没有显式声明而是output ,系统默认表示wire类型

input reset, cin, clk; 

reg [N:1] q ;  //定义寄存器   4位宽   此处重申了q是reg类型,显式声明
//为什么定义寄存器?
//因为寄存器有储存功能,存储一个值,用于存储某一个时刻计算出来的值用于下一次累加
//计数器在计数过程中有q是在下一次上升沿来之前保持寄存状态


// 逻辑功能描述  clk时钟参与,所以时序逻辑
always @(posedge clk) //每来一次上升沿 就会执行一次 begin与end之间的语句块 并行
   begin
     if (reset) q<=0;//清 0
     else
       q<= q + cin; //计数或保持   
   end


assign cout=&q && cin; // 与q表示4比特的q各自相与,再与cin    
//只有在q的4位全是1的时候&q才能为1 此时再与cin(若cin为0表示保持,此时就不加了,为1就会计数+1),
//满足两个是1的时候cout才会为1
//assign 没有时钟参与,叫做组合逻辑电路,里面没有存储,而且当前的值只与当前右边几个信号的值有关系,而时序逻辑中  q是根据与上一次q的值加上cin的输入得到的计数值
//wire表示一根导线没有储存功能,只能是组合逻辑assign   而组合逻辑表示表达式左边和表达式右边是实时对应的,只要右边变化左边马上发生变化  
//而时序逻辑always这边是有触发条件的,上升沿触发的情况下这个逻辑才会执行,begin到end的代码块的执行
//此处类比于Vue的绑定数据(瞬时变化)和react/flutter的state(需要setState()方法触发后才会改变页面的内容)

endmodule

//弹幕内容:
//时序逻辑一定要用非阻塞<=.一旦看到敏感列表有posedge就用<=
//组合逻辑一定要用=,一旦敏感列表没有posedge就用=,看到assign就用=
//时序逻辑和组合逻辑分成不同的模块,即一个always模块里面只能出现非阻塞赋值<=或者=

二.分析VerilogHDL TestBench测试源代码

`timescale 1ns / 1ps  //1ns表示单位1ns 表示仿真频率1G,1ps指的是仿真的最大精度

module count4_tb_v;  //包住测试模块 testbench简写tb
// Inputs
reg reset, cin, clk;
// Outputs
wire [4:1] q;
wire cout;
// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
counter uut (.q(q), 
.cout(cout), 
.reset(reset), 
.cin(cin), 
.clk(clk));

//此处开始初始化,上电,施加激励  不可综合部分
initial begin
// Initialize Inputs  初始resst,cin,clk都设置为0
reset = 0;
cin = 0;
clk = 0;

//强行指定,强加信号为了测试电路   导致不可综合 只是虚拟平台用于测试代码
#100 reset=1; #100 cin=1;   //#100  与第一行有关,这时候是100ns,延迟100ns后执行后面的语句
#100 reset=0;
#(100*20) cin=0; //延迟2000ns
#100 cin=1;
#(100*5) $stop; //延迟500ns后仿真停止
end


always #50 clk=~clk;
endmodule

 最后Verilog分两部分

1.可综合部分

这部分代码用EDA工具做综合,生成具体的硬件电路,乃至于做板图然后最后加工成芯片

但是之后需要测试对不对 所以要用虚拟模块

 2.不可综合部分