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零基础学习Verilog

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楼主
C语言的编程思想和人脑思考方式接近,都是一种顺序执行结构,也就是同一时间只干一件事。而FPGA的编程思想就有些让人难以理解了,它就像一个天才人类一样,可以做到一心二用、三用,甚至一心十用,他可以左手写毛笔字的同时,右手手机打字聊天,脑子却想着某个女孩到底是不是喜欢自己。
那么,我们到底该如何学习FPGA编程思想呢?
1.弄清楚时序概念
在Verilog编程的时候,我们经常会听到“时序”这两个字,想了解时序,就不得不提“时序图”了。
上图是一个SPI接口的时序图,我们会经常在一些芯片的数据手册中看到,SSEL表示片选信号,使用SSEL = 0的时候,SCK、MOSI、MISO才有效。SCK表示SPI接口的时钟信号,有上升沿和下降沿,上图中SCK下降沿的时候MOSI和MISO同时发生数据变化,所以从这个时序看,我建议用户在采样的时候,用SCK的上升沿采样MOSI和MISO的数据。
所以时序是什么呢?
我觉得在Verilog中,时序表示FPGA内部各种信号之间的关系。
2.基础Verilog语法
Verilog语法比较多,但我们常用的也就那么几种,简单在此罗列一下。
(1)module(建议一个.v文件只写一个module)
module “.v文件名”(
“port”
);
“用户Verilog程序”
endmodule
module模块,从软件思想上,可以理解为函数,顶层文件module就是主函数,其他文件module就是被主函数调用的函数。从硬件思想上,可以理解为电路板,顶层文件为电路主板,其他文件是从板,module中的“port”就是主从板之间的跳针。
(2)Port定义
Port有三种类型,input、output、inout。很好理解,input就是外部进入module的信号,output就是module输出到外部的信号,inout表示这个端口既能接收外部信号,也能向外部发出信号。
Port在module中的定义有多种,我们在这里只介绍一种。
如图,首先声明module的port为rst_n, in_1, in_2,和out,后面再对port的属性及位宽进行定义。
(3)内部变量声明
Verilog内部变量有两种:wire型和reg型。
其中wire型变量可以理解成电路板中的布线,reg型变量可以理解成电路板中的电阻元件或者电容元件等。
(4)assign语句
assign语句可以给wire型变量赋值。
例如:
wire out ;
reg in ;
assign out = 0; ///assign out = in;
上面语句表示给out变量接地,//这一行后面的东西都表示注释,表示将寄存器in的值赋值给out变量。
(5)always语句
always语句经常给reg型变量赋值,内部经常有if语句和case语句,我觉得可以理解成一块电路板上的芯片元件。
例如:
out_reg为reg型变量,这个always模块可以理解成一个6bit的加法器。上述语句的总体意思为:在osc_clk这个信号上升沿的时候进行判定,若rst_n = 0,则out_reg = 0;否则,out_reg = in1 + in2。
其实always语句里还有涉及到阻塞性赋值和非阻塞性赋值的问题,这里我建议新手只要遇到always,就尽可能使用非阻塞性赋值(<=)。
(6)if语句与case语句
这两个语句比较简单,相信看过c代码的人都了解,我就不再一一讲述。

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沙发
gaochy1126|  楼主 | 2023-1-31 21:11 | 只看该作者
3.Verilog语法规范
每个工程师都有自己的代码风格,良好的代码风格不仅能够使工程师的代码通俗易懂,而且还能减少很多错误,提高工程师团队研发进度。
在这里,我简单罗列几个我的代码风格,供初学者参考。
(1)module中port与内部变量分开定义,Program与例化分开。
如上图所示,Declare上面都是port变量的定义,后面才是内部变量定义,OSCH表示原语例化,与always编程语句分开,这样可以使整个程序清晰明了。
(2)当有多个Verilog文件时,顶层文件只例化,不编程。(3)一个Verilog文件,只写一个module。(4)一个always语句,只给一个reg变量赋值。(5)能用时序逻辑,尽量不用组合逻辑
时序逻辑,可以简单理解为跟随时钟沿变化reg变量组成的逻辑,而组合逻辑跟时钟信号完全没有关系。

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gaochy1126 2023-1-31 22:02 回复TA
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minzisc| | 2023-1-31 21:27 | 只看该作者
资料很实用,谢谢楼主!                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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地板
mickit| | 2023-1-31 21:27 | 只看该作者
  应用还是很广泛的                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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quickman| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
这些资料太全了!!!                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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xiaoyaodz| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
资料的确是很全面                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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deliahouse887| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
谢谢你共享的资料                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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jonas222| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
资料的确是很全面                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:03 回复TA
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tifmill| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
谢谢你共享的资料!!                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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hellosdc| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
这些资料太全了!!!                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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i1mcu| | 2023-1-31 21:28 | 只看该作者
资料的确是很全面                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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fentianyou| | 2023-1-31 21:29 | 只看该作者
相当全的资料,很适合初学者                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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lzbf| | 2023-1-31 21:29 | 只看该作者
以后多交流交流                  

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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uytyu| | 2023-1-31 21:29 | 只看该作者
楼主好人,资料很好。谢谢楼主!                                 

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gaochy1126 2023-1-31 22:04 回复TA
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