CMU Verilog课程讲义：硬件描述语言入门

"卡内基梅陇大学的Verilog课程讲义是一份针对初学者的优秀教学材料，旨在帮助读者快速理解和区分可综合与不可综合的Verilog代码。由Don Thomas教授编撰，内容生动易懂。这些讲义并非一个完整的Verilog教程，而是来自CMU不同层次课程的集合，可作为学习语言的辅助资源。若发现错误或问题，可向作者反馈。此外，更详细的《The Verilog Hardware Description Language》第四版可在Kluwer Academic Publishers获取。对于希望获得PowerPoint版本讲义的大学教师，可联系作者。讲义内容涵盖数字系统的模拟测试，通过输入测试模型，验证设计是否符合预期，以尽可能确保设计正确性。" 在Verilog硬件描述语言的学习中，模拟是关键的一环。模拟允许我们对所编写的设计进行测试，就像对待软件程序一样，通过提供输入并检查输出来验证其行为是否符合预期。然而，与软件不同的是，即使经过详尽的测试，也不能完全保证Verilog代码无bug。但模拟确实能帮助我们确认设计在给定条件下的表现。 讲义将介绍如何使用Verilog构建数字系统模型，并通过模拟执行来测试这些模型。这包括了逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等基本元素的建模，以及更复杂的模块化设计。模拟测试不仅用于验证单个组件，还用于检查系统级的行为，如数据路径的正确性、控制逻辑的协调以及接口的正确通信。 此外，讲义还将讨论可综合与不可综合Verilog代码的区别。可综合代码是指能够被硬件综合工具转换为实际电路的代码，通常遵循特定的编码规则和限制。不可综合的代码可能包含模拟特有功能，例如非同步过程、无限循环或延迟，它们在设计阶段用于测试和验证，但不能直接转化为物理硬件。 学习Verilog还包括理解各种操作符、语法结构、任务与函数的使用，以及如何定义和实例化模块。模块是Verilog的核心，用于封装和复用设计中的各个部分。通过模块化，可以实现设计的层次化，使复杂系统变得易于管理和理解。 在进行模拟时，还需要了解仿真时间的概念，包括即时（always块）、事件驱动和进程的概念。这些概念在处理异步信号和时序逻辑时尤为重要。此外，边界情况和异常条件的测试也是模拟阶段的重要部分，以确保设计在各种可能的输入条件下都能正确工作。 卡内基梅陇大学的Verilog课程讲义为初学者提供了一个全面而实用的起点，涵盖了Verilog语言的基础知识、模拟测试方法以及设计综合的关键点，是学习数字系统设计和Verilog HDL不可或缺的参考资料。