VerilogHDL实战：简化RISC CPU设计与综合

" VerilogHDL设计实例-CPU设计：通过简化的RISC CPU设计，介绍可综合的VerilogHDL技术在CPU构建中的应用。该设计涵盖了VerilogHDL的基础语法、Top-Down设计方法、可综合有限状态机以及实际工程项目的应用。章节内容包括从基础的RISC_CPU模型改进，确保所有模块既可仿真也可综合，以适应更大的寻址空间（15位地址线），并在CADENCE LWB和Mentor公司的ModelSim环境下进行了仿真验证，通过了Synergy和Synplify综合器的综合，并在Xilinx和Altera的FPGA上实现布局布线。" 在这一章节中，主要讨论的知识点有： 1. **VerilogHDL**：VerilogHDL是一种硬件描述语言，用于数字电子系统的建模和设计。在本实例中，VerilogHDL被用来描述和实现一个可综合的RISC（Reduced Instruction Set Computer）CPU。 2. **可综合设计**：可综合的VerilogHDL代码是指能够被EDA工具转换为实际电路的代码，与仅用于功能仿真不同，可综合设计的目标是生成能够在物理硬件上执行的逻辑门级表示。 3. **RISC CPU**：RISC架构的CPU以其精简的指令集和高效的处理能力而闻名。在这个实例中，设计的RISC CPU经过简化，适合教学目的，同时保持了可综合的特点。 4. **Top-Down设计方法**：这是一种系统设计策略，从高层次的系统规格开始，然后逐步细化到低层次的模块设计。在CPU设计中，可能从整体CPU结构开始，然后逐步分解为控制器、ALU、寄存器等组件。 5. **有限状态机**：在VerilogHDL中，有限状态机（FSM）常用于描述和控制系统的状态变化。本实例中，强调了使用可综合风格的FSM设计，意味着它们不仅适用于仿真，也能被综合工具理解并转化为硬件。 6. **嵌套的有限状态机**：在EEPROM读写器设计中，使用了嵌套的FSM，展示了如何处理更复杂的设计挑战。 7. **寻址空间**：为了支持更复杂的程序，RISC CPU的寻址空间扩大到了8K，这需要15位地址线来表示。 8. **仿真和综合**：设计的每个模块都在CADENCE LWB和Mentor公司的ModelSim环境中进行了功能仿真验证，确保其行为正确。随后，使用Synergy和Synplify综合器将这些设计转换为逻辑门级的网表，以便在Xilinx和Altera的FPGA上实现。 9. **FPGA实现**：设计最终在Xilinx 3098和Altera的FPGA上进行了布局布线，这是将VerilogHDL设计转化为实际硬件的关键步骤。 通过这个实例，读者不仅可以学习到VerilogHDL的基础知识，还能了解到从设计到实现的完整流程，以及在现代数字系统设计中广泛使用的工具和技术。