卡耐基梅隆大学Verilog硬件描述语言教程

"卡耐基梅隆大学的Verilog教程讲义是针对电子工程和计算机科学领域的一份教学资料，由Don Thomas教授编写。这份讲义并非一个完整的Verilog介绍，而是从不同层次的CMU课程中收集的多个主题。虽然不构成连贯的单一讲座，但可作为学习Verilog语言的辅助资源。对于发现的任何错误或问题，可以向作者thomas@ece.cmu.edu报告。此外，更正式的《The Verilog Hardware Description Language》第四版可在Kluwer Academic Publishers获取。 讲义的第二部分重点介绍了数字系统的模拟。模拟是验证设计功能的关键步骤。在软件编程中，我们通过输入测试来检查程序是否按预期工作，但即使经过详尽的测试，也无法保证程序完全没有错误。然而，模拟帮助我们确定设计在理论上能够执行预期任务。在硬件描述语言中，模拟用于测试你希望构建的系统模型。它允许你在实际制造之前检查逻辑设计的行为，以确保其在各种条件下的正确性。 Verilog是一种广泛使用的硬件描述语言，它允许工程师以抽象的方式描述数字系统，从逻辑门级到行为级。在Verilog中，你可以定义模块，这些模块代表电路的各个部分，它们可以包含输入、输出、内部信号以及实现逻辑操作的代码。通过模拟，我们可以给这些模块提供输入信号，观察它们的输出，以此验证设计的正确性。 讲义可能会涵盖以下内容： 1. **基本语法和结构**：包括如何声明变量、常量，以及定义模块的基本结构。 2. **逻辑运算符**：AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等，以及它们在Verilog中的表示方式。 3. **数据类型**：例如，wire（无源信号）、reg（有源信号）、integer、real等。 4. **赋值语句**：如阻塞赋值（`=`)和非阻塞赋值（`<=`）的区别。 5. **进程和时序控制**：如always块，用于描述时序逻辑。 6. **结构化建模**：如组合逻辑和时序逻辑的建模方法。 7. **模块实例化**：如何在不同的模块之间连接电路。 8. **综合与仿真**：Verilog代码如何被综合成硬件电路，以及如何使用仿真工具进行测试。 通过深入学习这个教程，你将能够理解和编写Verilog代码，为数字系统的设计和验证打下坚实的基础。这个过程可能涉及阅读更多关于Verilog的章节，理解模块接口、参数化、任务和函数、条件语句、循环以及错误处理等方面的知识。同时，掌握模拟工具的使用，如ModelSim、VHDL仿真器等，也是不可或缺的一部分。最后，实践是检验理解的最好方式，通过实际项目来应用所学知识，将使你的Verilog技能更加熟练。"