Verilog HDL时序篇探索:步骤、时钟与模块优化

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"电子-VerilogHDL那些事儿时序篇.pdf,这是一本深入探讨Verilog HDL语言中时序概念的教程,由黑金动力社区荣誉出品,专注于单片机/嵌入式正点原子FPGA领域的学习。本书分为两大部分,上半部分关注‘步骤和时钟’,下半部分涉及‘综合和仿真’,旨在帮助读者更好地理解和优化Verilog HDL模块设计。" Verilog HDL是一种广泛用于硬件描述的语言,它允许工程师构建和模拟数字系统的逻辑模型。在《Verilog HDL那些事儿-时序篇》中,作者强调了建模的重要性,尽管这只是初步创建模块的粗糙形状,但它却是设计的基础。建模后,可以通过细化进一步分析和优化模块,而这需要深入理解Verilog HDL语言。 书中上半部分的“步骤和时钟”深入探讨了这两个关键概念。在模块设计中,“步骤”可视为执行的节奏,对应着操作的过程或状态,而“时钟”则如同模块的心跳,定义了模块运行的时间基准。时钟对于模块的通信至关重要,因为它决定了数据传输的精确时刻。当设计变得更加复杂,传统的状态机可能导致模块内部结构臃肿和表达能力下降。引入“步骤”作为替代,可以实现更加灵活的建模策略,如仿顺序操作,以支持更复杂的设计需求。同时,“步骤”还有助于清晰指示模块的操作流程和状态,这对于模块的细化具有显著帮助。 另一方面,"时钟"与模块间的通信紧密相关。模块间的通信问题往往源于时钟同步问题,即一个模块可能比另一个模块提前或滞后一个时钟周期。在多模块设计中,理解和掌握时钟同步至关重要,它能帮助避免“沟通失误”,从而提高整个系统性能的稳定性和可靠性。 下半部分的“综合和仿真”部分,作者将这两个阶段放在一起学习,综合是将Verilog代码转化为实际电路的过程,而仿真则是验证设计功能是否符合预期的关键步骤。通过综合和仿真的结合,设计师可以更好地评估和优化模块设计,确保在真实硬件上能够正确无误地运行。 《Verilog HDL那些事儿-时序篇》是针对单片机/嵌入式正点原子FPGA设计者的一份宝贵资源,它详尽阐述了时序在Verilog HDL设计中的核心地位,提供了理解和优化数字系统设计的实用工具。通过本书的学习,读者能够提升对Verilog HDL语言的理解,提高设计效率和质量。
2013-11-28 上传
“时序”最容易联想到就是“时序图”,亦即模块的输出。换句话说“时序”是模块执 行过程的显性记录。一般在仿真上,模块的时序图都是在理想状态下(没有任何物理上 的问题)产生的。时序图里边包含了模块最清洁的执行记录。这些信息对于“细化”模 块来说有很大的帮助。然而影响着这些时序就是Verilog HDL 语言本身。 很多时候,虽然低级建模(建模技巧)已经可以帮助我们完成许多模块设计上的要求, 但是低级建模始终是属于“建模”的层次,亦即“塑造”模块一个大概的形状,而且是 粗糙的东西而已。这粗糙的东西,效果能不能发完全发挥? 我们需要经过“细化”它才 知道结果。 要完成“细化”的过程一点也不可以马虎。早期的建模必须留下可以“细化”的种子。 此外我们还要往模块更深入去了解它,去分析它,如果有模块有问题就调试它。这全部 的工作要求,更进一步挑战我们对Verilog HDL 语言的认识和掌握的程度。有关这一点, 再也不是:了解Verilog HDL 语言相关的语法如何使用?如何使用Verilog HDL 语言建 立一个模块?等这些Verilog HDL 语言“外观的单纯工作”,而是“深入分析”模块执 行时的“内部细节”。关于模块一切的一切过程,我们只能在“时序图”上了解而已。 这就是这本笔记命名的初衷。