SystemVerilog与Verilog：数字硬件设计语言

"Verilog.pdf" Verilog是一种广泛使用的硬件描述语言（HDL），最初设计用于高效事件驱动的数字逻辑模拟器。随着时间的发展，它逐渐被推广用作逻辑综合的规范语言，现在是数字硬件设计中两种最常用的语言之一，另一个是VHDL。无论是现场可编程门阵列（FPGA）、应用专用集成电路（ASIC）还是其他芯片，几乎所有的设计都至少部分地使用Verilog或VHDL。 Verilog结合了结构化和行为建模风格，允许设计者从不同层次对硬件进行描述。在结构化建模中，Verilog程序由模块构建，每个模块都有自己的接口，可以包含输入、输出和其他模块实例。例如，下面的代码展示了一个由基本组件构成的多路选择器（MUX）模块： ```verilog module mux(f, a, b, sel); output f; input a, b, sel; // 模块实例 not g4(nsel, sel); // 非门 and g1(f1, a, nsel); // 与门 and g2(f2, b, sel); // 与门 or g3(f, f1, f2); // 或门 endmodule ``` 在这个例子中，`g1`、`g2`、`g3`和`g4`是基本逻辑门的实例，它们通过接口连接，形成一个多路选择器。`not`、`and`和`or`是Verilog中的基本结构元素，可以表示硬件逻辑。 另一方面，Verilog也支持行为建模，其中`always`块是关键构造。`always`块用于定义硬件的行为，它会响应敏感列表中信号的变化而执行。例如，下面的代码展示了另一种实现多路选择器的方法： ```verilog module mux(f, a, b, sel); output f; input a, b, sel; reg f; // 寄存器，用于存储中间结果 always @(posedge sel) // 只响应sel的上升沿 if (sel) f = a; else f = b; endmodule ``` 这个`always`块的敏感列表是`@posedge sel`，意味着当`sel`信号的边缘发生时（通常是上升沿），该块将执行。根据`sel`的值，`f`将被设置为`a`或`b`。 Verilog提供了一种灵活的方式来描述数字系统的结构和行为，使得设计者能够从高层次的概念到低层次的门级细节进行设计。这种语言的强大之处在于它能够处理复杂的系统，并且与现代硬件设计流程中的工具（如仿真器、综合器和适配器）紧密集成，从而加速设计验证和实现。