Verilog HDL设计：从算法到硬件实现

"复杂数字逻辑系统的VerilogHDL设计技术和方法，作者夏宇闻，本书主要介绍了如何使用Verilog HDL进行数字系统设计，包括建模、仿真和综合，适用于电子或计算机专业的本科高年级和研究生，以及从事数字系统设计的工程师。" 在深入探讨复杂数字逻辑系统的Verilog HDL设计之前，我们首先需要理解Verilog HDL是什么。Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述数字电子系统的语言，它允许设计者以结构化的方式表达电路的逻辑行为和结构。这种语言在20世纪90年代开始在美国等先进国家广泛推广，主要用于设计专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）。 本书从算法和计算的角度出发，阐述如何将复杂的算法分解为简单的步骤，并通过硬线逻辑电路来实现这些算法。硬线逻辑电路，如ASIC和FPGA，广泛应用于现代通信设备和计算机系统中，提供高性能和定制化的解决方案。 书中分为十章，涵盖了Verilog HDL设计的各个方面： 1. **基本概念**：讨论数字信号处理、计算、程序、算法和硬线逻辑的基础，为后续章节奠定理论基础。 2. **Verilog HDL设计概述**：介绍Verilog HDL的设计流程和TopDown设计方法，这是现代数字系统设计的关键。 3. **Verilog HDL基本语法**：详细讲解Verilog HDL的语言元素，包括数据类型、运算符、结构体等，为编写代码打下基础。 4. **不同抽象级别的Verilog HDL模型**：解释如何在不同层次（如行为级、门级和寄存器传输级）上描述电路，以适应不同的设计需求。 5. **基本运算逻辑和Verilog HDL模型**：涵盖基本逻辑门和算术运算的表示，以及它们在Verilog HDL中的建模方法。 6. **运算和数据流动控制逻辑**：讨论更复杂的逻辑控制结构，如条件语句、循环和数据流控制，这些都是实现算法的关键。 7. **有限状态机和可综合风格的Verilog HDL**：详细介绍如何使用Verilog HDL设计有限状态机（FSM），这是数字系统中的重要组成部分，同时也讨论了可综合的编码风格。 8. **可综合的Verilog HDL设计实例**：通过简化的RISC CPU设计，展示实际应用中的设计过程。 9. **虚拟器件和虚拟接口模块**：介绍如何使用Verilog HDL描述虚拟器件和接口，这对于系统级设计至关重要。 10. **设计练习进阶**：提供设计练习和思考题，帮助读者巩固所学知识。 附录还提供了符合IEEE 1364-95标准的Verilog HDL语法中文译本，方便读者查阅。本书适合具备数字电路基础、C语言编程和基本信号处理知识的读者，无论是学生还是工程师，都能从中学习到如何利用Verilog HDL设计复杂的数字逻辑系统，尤其是实时数字信号处理电路。 通过本书的学习，读者不仅可以掌握Verilog HDL的基本语法和设计技巧，还能理解从简单模块到复杂系统的设计流程，为实际的数字系统设计工作做好准备。大量的例题和练习题将帮助读者深化理解和应用这些知识。