零基础学FPGA（三）Verilog语法基基础基础（上）

作者：小墨同学

    开学了...刚开学...小伙伴们的心情十分沉重...都在说，这上课的心情啊，堪比上坟..课表一发，这学期的课还真不少，一天到晚全是课，表示这学期又是一个具有挑战性的学期啊，新赛季新气象，让我们开始今天的学习吧！哈哈~

     这几天复习了一下Verilog的语法知识，就借此写写我对这些东西的想法吧。感觉呢，是和C语言差不多，具有C语言基础的朋友学起来应该没什么问题，和C语言相同的地方就不说了吧，重点说一下不同点吧。

1、模块的结构

     模块呢，是Verilog的基本设计单元，它主要是由两部分组成，一个是接口，另一个是逻辑。下面举一个小例子说明一下：

module xiaomo (a,b,c,d);
   input a,b;
   output c,d;
   assign c=a|b;
   assign d=a&b;
endmodule

所谓接口就是第二，三行，说明了一个模块的信号流向，很明显，a,b是输入，c,d是输出；第四第五行是逻辑，即输入和输出之间的关系即c的值是a或b的结果。assign 是连续赋值语句，这个以后再说。

第一行是模块的端口声明，即说明一个模块具体有那几个接口，有多少接口写多少，直接套模板就可以module(接口1，接口2……);endmodule代表此模块结束；

2、模块的内容

模块的内容包括3个部分，I/O说明，内部信号说明和功能定义。

关于I/O说明有三种格式，即输入、输出、输入输出，第三种格式代表信号可以双向传送。在写I/O说明的时候要注明信号位宽，即由几位组成，例如 input [7:0] xiaomo;代表输入一个8位的信号“小墨”，注意这里要用中括号，第一位是位宽减1，接一个冒号，再接数字0，再接端口名；

关于内部信号说明要用到和端口有关的wire和reg类型变量的声明。模板和上面类似，关于reg和wire变量后面再说。

关于功能定义是模块中最重要的部分，有三种方法可在模块中产生逻辑

(1)用assign声明语句,assign 语句主要用于组合逻辑电路

(2)用实例元件，例如  and #2 u1(q,a,b);(这个我自己概念也有点模糊，不知道怎么解释)

(3)用always块，例如  always @(clk or clr)

                                       begin
                                                 ………
                                       end;

always语句既可以用于描述组合逻辑，也可以描述时序逻辑，但主要以描述时序逻辑电路为主。

  小结

    在verilog语法中，所有的过程块(包括initial块，always块)，连续赋值语句，实例引用都是并行的，也就是说在一个模块中遇到这些语句就是同时执行的，而且没有先后次序。只有连续赋值语句assign和实例引用语句可以独立于过程块存在于模块的功能定义部分，即这两种语句可以不用在那两个过程块里执行，也可以在模块的功能定义部分执行，例如第一个例子。

  这些和C语言有点不同，对于初学者来说应该都要弄明白。

3、数据类型、变量、常量

      对于初学者来说，数据类型只要掌握好reg，wire，integer和parameter型就够了，其他类型可以暂时不用去理会。

   (1)常量就不说了，比较基础。

   (2)参数型（parameter型）

     parameter是用来定义一个常量的，个人理解和C语言里面的int,float 语句一样，不一样的是parameter既可以定义整型，也可以定义浮点型或者是表达式。例如



(3)变量
wire型数据常用来表示用以assign关键字指定的组合逻辑信号。Verilog程序模块中输入、输出信号类型默认时自动定义成wire型。例子



reg型数据是寄存器变量，常用来表示always块中的指定信号，常代表触发器。注意，在always块中被赋值 的每一个信号都必须定义为reg型
。





上面这句话表示不理解，求大神解释...先放这儿吧..
memory型
由于Verilog中没有多维数组的存在，memory数据就是通过扩展reg型数据的地址范围来生成的，他的格式为
          reg[n-1:0]  存储器名[m-1:0];
我举个例子，比如我定义   reg[7:0]  xiaomo[255:0];
这句话的意思是说，我定义了一个名叫“小墨”的存储器，这个存储器中有256个8位reg型寄存器，只要理解了这句话，就差不多了。注意，当没有中括号时代表的是一位，例如
reg xiaomo[m-1:0];代表一个名为“小墨”的存储器，里面有m个1位的reg型寄存器。

还有个地方我感觉不太明白，见下图，谁知道这句话上面意思...求大神解释...



下面这几句话需要注意



4、运算符及表达式
       这里和C语言几乎一样，就不做过多解释了吧。就说一下位拼接运算符和位减运算符，这里C语言里面没有。
直接看个例子就可以





5、赋值语句

赋值语句共有两种，即非阻塞赋值，和阻塞赋值。
(1)非阻塞赋值
   非阻塞赋值方式所赋值的变量不能立即就为下面语句所用，只有当块结束后才能得到上一次所附的值，这种赋值方式是编写可综合的时序逻辑时常用的赋值方式。例如



这个例子的意思是，当时钟上升沿到来时，a的值给b，b的值给c，但是只有当块结束时才完成赋值，这么说吧，假如原来a=1,b=2那么当时钟上升沿到来时a=1，b=2,c=2;当块结束时，a=b=c=1;
这么理解对吗？求大神指点...



(2)阻塞赋值
与非阻塞赋值不同，赋值语句执行完后块才结束，b 的值在赋值语句结束后立刻改变，但是在时序逻辑电路中可能会出问题。
always @(clk or clr);
begin
    b=a;
    c=b;
end
假如开始a=1;当当时钟上升沿到来时，a=b=c=1；然后块结束