北京大学Verilog教程：从HDL到版图设计

"这是一份详细的Verilog教程，出自北京大学于敦山教授，主要针对电子系学生，特别是FPGA初学者。教程采用PPT形式，涵盖了Verilog HDL的基础到高级概念，包括语言构成元素、结构级与行为级描述、仿真、任务与函数、设计编译、逻辑综合、布局布线等多个方面，并结合Cadence Verilog仿真器的使用进行讲解。教程还包含实验指导和设计约束，以及设计优化和报告分析等内容。参考书目包括了Cadence的相关手册和《硬件描述语言Verilog》等专业书籍。" 在本教程中，Verilog HDL是核心学习对象，这是一种用于数字集成电路设计的硬件描述语言。Verilog的应用体现在它可以用来描述和模拟数字系统的结构和行为。课程首先介绍了Verilog的基本构成元素，包括模块、实例化、运算符、赋值语句等，这些是构建数字电路模型的基础。结构级描述关注的是电路的物理连接，而行为级描述则更注重功能表现，可以实现复杂的算法和控制逻辑。 课程内容进一步深入到Verilog的仿真过程，包括激励和控制的描述，以及如何生成和验证结果。任务（task）和函数（function）是Verilog中实现复用代码和组织逻辑的重要工具，而用户定义的基本单元（primitive）则允许自定义硬件逻辑。此外，教程还强调了可综合的Verilog描述风格，这是确保设计能够被逻辑综合工具转化为实际硬件的关键。 在Cadence Verilog仿真器部分，讲解了如何使用Verilog-XL和NCVerilog进行设计的编译和仿真，以及如何利用图形用户界面进行调试。延时的计算和反标注是理解电路性能的重要环节。课程还涉及静态时序分析（STA），这是现代数字系统设计中评估时序约束和优化的关键技术。 逻辑综合部分介绍了将Verilog描述转换为门级网表的过程，包括Designware库的使用和综合策略。设计约束的设置对优化设计流程至关重要，而实验部分则提供了实践这些理论知识的机会，涵盖从Verilog设计到综合再到布局布线的完整流程。 最后，教程简要介绍了自动布局布线工具Silicon Ensemble，这是将综合后的设计转化为物理芯片布局的关键步骤。通过54学时的学习，学生将获得从HDL描述到实际硬件实现的全面技能。 本教程适合电子工程、计算机工程等相关专业的学生，以及对FPGA设计感兴趣的从业者，它提供了一个系统性和实践性的学习路径，帮助读者掌握Verilog HDL及其在现代数字系统设计中的应用。