VerilogHDL入门教程：数字系统建模与仿真

"这是一份详细的Verilog教程，适合CPLD/FPGA初学者，介绍了Verilog HDL语言的基本概念、历史和主要能力。" Verilog HDL是一种强大的硬件描述语言，广泛应用于数字系统的建模和开发，尤其在FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）设计中不可或缺。本教程的第1章对Verilog HDL进行了简要介绍，涵盖了语言的基础和核心特性。 1.1 Verilog HDL是什么？ Verilog HDL（硬件描述语言）是一个用于表示和模拟数字系统设计的标准化语言，支持从高层次的算法描述到低级别的门电路表示。它可以用来描述各种复杂度的数字系统，从简单的逻辑门到复杂的电子设备。Verilog HDL允许设计师以分层的方式描述设计，并且可以处理时序行为，支持数据流和结构描述，以及用于测试和验证的延迟和波形生成机制。此外，它还提供了一个编程接口，使设计师能在仿真期间从设计外部控制和监测设计。 1.2 Verilog HDL的历史 Verilog HDL起源于1983年，由Gateway Design Automation公司开发，最初仅用于其自家的模拟器产品。随着时间的推移，由于其易用性和实用性，Verilog HDL逐渐被广大设计师接纳。1990年，Verilog进入公共领域，并由OpenVerilog International (OVI)推动成为行业标准。经过1992年和1995年的努力，Verilog最终被IEEE采纳为IEEE Std 1364-1995标准，形成了我们现在熟知的Verilog语言规范。 1.3 Verilog HDL的主要能力 Verilog HDL的关键功能包括： - **基本逻辑门**：如AND、OR、NOT、NAND、NOR等，这些都是构建数字电路的基础。 - **数据类型和操作符**：支持整型、位向量、数组等多种数据类型，以及类似C语言的操作符，方便描述复杂逻辑。 - **结构化编程**：类C的结构，如if-else、for、while循环，使得设计的编写和理解更加容易。 - **模块化设计**：通过模块定义，实现组件化的系统设计，便于重用和管理。 - **并行执行**：Verilog支持并行执行，可以准确描述数字系统的并行行为。 - **时序控制**：提供always块来描述时序逻辑，如时钟边沿触发的组合逻辑和存储器行为。 - **综合与仿真**：模型不仅可以用于设计验证，也可以通过综合工具转化为实际的硬件电路。 本教程作为FPGA/CPLD学习的入门教材，不仅会讲解这些基础知识，还会深入到高级主题，如参数化、接口设计、系统级建模等，帮助初学者全面掌握Verilog HDL，进而在硬件设计领域游刃有余。通过学习，读者将能熟练运用Verilog HDL进行数字系统的设计、仿真和验证，为后续的FPGA或CPLD项目打下坚实的基础。