verilog行为级建模（1）verilog行为级建模（behavioral model）

121 阅读 0 评论 80 点赞

我是靠谱客的博主标致雪碧，这篇文章主要介绍verilog行为级建模（1）verilog行为级建模（behavioral model），现在分享给大家，希望可以做个参考。

verilog行为级建模（behavioral model）

Verilog HDL的抽象层级

行为级（behavioral） ，更高层级的对逻辑的行为进行建模；
RTL级 逻辑在寄存器级（register level）进行建模；
结构级（structural） 逻辑在寄存器和门级进行建模；

程序块（procedural blocks）

Verilog的行为级代码一般要写在程序块内部，但也有例外。
Verilog中有两种程序块：
initial：initial块在零时刻开始执行，且仅执行一次。
always：always块一次次地循环执行，换言之，就像它的名字所说的那样，它一直（always）执行。

举例

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
module initia—l_example();
reg clk, reset, enable, data;

initial begin
	clk = 0;
	reset = 0;
	enable = 0;
	data = 0;
end
endmodule

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
module always_example();
reg clk,reset,enable,q_in,data;

always @ (posedge clk)
	if (reset)  begin
 		data <= 0;
	end else if (enable) begin   
		data <= q_in;
	end
endmodule

上例中，initial block从零时刻开始执行，不需要等待；always block需要等待“触发事件”的发生，此处为时钟的上升沿，执行过一次后，再次等待下一次“触发事件”的发生。

顺序赋值语句

1、顺序赋值语句给reg, integer, real或者time变量赋值，不能给nets（wire数据类型）赋值。
2、可以给寄存器（reg类型）赋值为net（wire类型）、常数、其他寄存器或一个特定值。

顺序赋值组（procedural assignment group）

如果一个顺序块包含了不止一条声明，这些声明应当被包括在：
1、顺序begin - end块
2、并行frok - jion块

使用 begin-end 时，可以给这个group起名，我们称之为 named blocks

举例

例一

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
module initial_begin_end();
reg clk, reset, enable, data;

initial begin
$monitor(
	"%g clk = %b reset = %b enable = %b data = %b",
	$time, clk, reset, enable, data);
	#1 clk = 1;
	#10 reset = 1;
	#3 enable = `;
	#5 data = 0;
	#1 $finish;
end

endmodule

begin：clk在延时一个时间单位后为0，reset延时11个时间单位后为0，16个时间单位后使能（enable），19个时间单位后data赋值为0。所有的语句顺序执行。

begin-end块的特点：
顺序执行
延时累积
块在最后一条语句之后结束

模拟结果：

复制代码

1
2
3
4
5
6
 0 clk=x reset=x enable=x data=x
 1 clk=0 reset=x enable=x data=x
 11 clk=0 reset=0 enable=x data=x
 16 clk=0 reset=0 enable=0 data=x
 19 clk=0 reset=0 enable=0 data=0

例二

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
  1 module initial_fork_join();
  2 reg clk,reset,enable,data;
  3 
  4 initial begin
  5  $monitor("%g clk=%b reset=%b enable=%b data=%b", 
  6    $time, clk, reset, enable, data);
  7  fork
  8     #1   clk = 0;
  9     #10  reset = 0;
 10     #5   enable = 0;
 11     #3   data = 0;
 12  join
 13   #1  $display ("%g Terminating simulation", $time);
 14  $finish;
 15 end
 16 
 17 endmodule

fork：一个时间单位后clk被赋值，10个时间单位后reset被赋值，5个时间单位后enable被赋值，3个时间单位后data被赋值。所有语句并行（同时）执行。

特点：
同时执行
块在最后一条语句完成后结束（延迟最高的语句，它可以是块中的第一条语句）

模拟结果：

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
0 clk=x reset=x enable=x data=x
1 clk=0 reset=x enable=x data=x
3 clk=0 reset=x enable=x data=0
5 clk=0 reset=x enable=0 data=0
10 clk=0 reset=0 enable=0 data=0
11 Terminating simulation

阻塞和非阻塞赋值（Blocking and Nonblocking assignment）

阻塞赋值按照程序的排列顺序执行。
因为直到当前语句执行完毕才能执行下一跳语句，即“阻塞”了下一条语句的执行，所以被称为阻塞赋值。

阻塞赋值用 “=”，如 a = b;

非阻塞赋值是并行执行的。由于当前语句的执行不会阻塞下一条语句的执行，因此称为非阻塞语句。

非阻塞赋值用 “<=”，如 a <= b;

举例

复制代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
	

  1 module blocking_nonblocking();
  2 
  3 reg a,b,c,d;
  4 // Blocking Assignment
  5 initial begin
  6    #10  a = 0;
  7    #11  a = 1;
  8    #12  a = 0;
  9    #13  a = 1;
 10 end
 11 
 12 initial begin
 13    #10  b <= 0;
 14    #11  b <= 1;
 15    #12  b <= 0;
 16    #13  b <= 1;
 17 end
 18 
 19 initial begin
 20    c = #10 0;
 21    c = #11 1;
 22    c = #12 0;
 23    c = #13 1;
 24 end
 25 
 26 initial begin
 27    d <=  #10  0;
 28    d <=  #11  1;
 29    d <=  #12  0;
 30    d <=  #13  1;
 31 end
 32 
 33 initial begin
 34   $monitor("TIME = %g A = %b B = %b C = %b D = %b",$time, a, b, c, d);
 35    #50  $finish;
 36 end
 37 
 38 endmodule