Verilog HDL中的外部端口与显式连接

Verilog HDL是硬件描述语言的一种，专为在多个抽象层次上建模数字系统而设计，包括算法级、门级和开关级。它允许对系统的功能特性、数据流、结构组成以及时序行为进行详细描述，并且提供了编程接口以实现模拟、验证和外部控制。Verilog HDL语言源于C语言，继承了其操作符和结构，但同时也扩展了建模能力，使得它在设计过程中既灵活又强大。 在模块定义中，端口起着关键作用。"外部端口"这一概念指的是模块外部可见的接口，它们是模块与外部交互的桥梁。例如，在模块`module Scram_A(Arb, Ctrl, Mem_Blk, Byte)`中，`Arb`、`Ctrl`、`Mem_Blk`和`Byte`是外部端口，表示当模块实例化时，这些名称将用于连接不同的组件。在模块实例`Scram_A SX(Byte(B1), Mem_Blk(M1), Ctrl(C1), Arb(A1))`中，端口名称并未明确指定为外部，但默认情况下，它们被视为外部端口。 在Verilog中，外部端口可以通过两种方式声明：隐式或显式。隐式方式是指在模块定义中仅列出端口名，如上述的`module Scram_B(Data, Control, Mem_Word, Addr)`，而`Data`、`Control`、`Mem_Word`和`Addr`被认为是外部端口。显式方式则通过`.external_port_name(internal_port_name)`的形式来指定，如`.external Port_Name(input internal_Port_Name)`。 外部端口的声明并不需要在端口表中明确列出，而是通过模块实例中的参数传递来体现。端口表的作用是显示内部端口与外部端口之间的对应关系，有助于理解和调试设计。 Verilog HDL的结构建模能力强，不仅支持行为建模，还允许设计者在模型中表达系统的时序特性。此外，它具有清晰的模拟和仿真语义，确保模型可以直接在Verilog模拟器上验证。Verilog语言的历史始于1983年的Gateway Design Automation公司，后来成为IEEE标准，即IEEE Std 1364-1995，这一过程反映了其在业界的广泛应用和标准化进程。 外部端口在Verilog HDL设计中扮演着至关重要的角色，它们的正确使用和管理对于构建高效、可验证的数字系统至关重要。掌握Verilog HDL的端口概念和其声明方法，是硬件设计者必备的技能之一。