VerilogHDL入门：行为级零延时循环解析

"该资源是一份关于FPGA基础的课件，主要讲解了行为级零延时循环的概念，以及Verilog HDL的基础知识，包括语言的起源、用途和示例。" 在数字电路设计中，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种重要的可编程逻辑器件，它允许用户根据需求配置和实现定制化的数字逻辑电路。在学习FPGA设计时，理解硬件描述语言（HDL）是必不可少的，Verilog HDL便是其中的一种。Verilog HDL是一种基于C语言语法的高级编程语言，用于描述和模拟数字电路。 行为级零延时循环是Verilog仿真中的一个特殊现象，当仿真器处理事件队列时，如果在同一个时间片内不断地有新事件加入，仿真器会被迫在这个时间片停滞，导致仿真时间无法推进。这种情况通常发生在没有时序控制的always块和forever块中，例如课件中给出的`comparator`模块，其always块内部没有明确的时钟控制，使得输出`out`在输入`in1`和`in2`变化时立即更新，形成零延时循环。 Verilog HDL的历史可以追溯到1983年，由GDA公司的Phil Moorby创建，后来成为Cadence公司的核心产品，并在1995年制定了IEEE 1364标准，成为了ASIC和FPGA设计的标准语言之一。Verilog的主要用途包括编写可综合的寄存器传输级（RTL）代码，系统级别的仿真，测试程序的编写，以及数字逻辑单元和模块的建模。 在示例中，展示了一个简单的边沿触发型D触发器（DFF1）的设计，通过`always @(posedge clk)`语句定义了在时钟上升沿时的行为，当时钟脉冲到来时，输入信号`d`的值被锁存到输出`q`，这是数字逻辑设计中常见的时序逻辑元素。 Verilog HDL的主要特点在于使用`module`定义模块，它可以代表物理上的集成电路、逻辑功能块，甚至是整个系统。每个模块包含输入、输出、内部变量等元素，并通过`always`、`initial`等关键字描述电路的行为。这种模块化的设计方法使得复杂系统的分解和设计变得更加清晰和高效。 了解和掌握Verilog HDL是进行FPGA设计的基础，而理解行为级零延时循环可以帮助优化仿真效率，避免不必要的仿真停滞，提高设计验证的效率。对于FPGA工程师而言，熟悉这些概念和技术是至关重要的。