[Verilog] Verilog 简介

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前言

Verilog HDL（简称 Verilog ）是一种硬件描述语言，用于数字电路的系统设计。可对算法级、门级、开关级等多种抽象设计层次进行建模。

Verilog 继承了 C 语言的多种操作符和结构，与另一种硬件描述语言 VHDL 相比，语法不是很严格，代码更加简洁，更容易上手。

Verilog 不仅定义了语法，还对语法结构都定义了清晰的仿真语义。因此，Verilog 编写的数字模型就能够使用 Verilog 仿真器进行验证。

1. Verilog 简介

最初由Gateway Design Automation公司（后来被Cadence Design Systems收购）的Phil Moorby于1984年创建。

Verilog的发展历史如下：

• Verilog-1984：Phil Moorby在Gateway Design Automation公司创建了Verilog，并于1985年发布了第一个版本。这个版本仅仅是一个原型系统，并没有广泛应用。

• Verilog-XL：在1987年，Cadence Design Systems收购了Gateway Design Automation公司，并开始对Verilog进行开发和推广。Cadence推出了Verilog-XL仿真器，使Verilog开始得到更广泛的应用。

• Verilog-1995：1995年，Verilog-95发布，这是一个重大的更新版本，引入了一些新的特性，如模块化、层次化设计、任务和函数等。这个版本使Verilog成为了一种更强大和灵活的语言。

• Verilog-2001：2001年，Verilog-2001发布，这个版本进一步增强了Verilog的功能，引入了一些新的特性，如面向对象编程和新的数据类型。

• SystemVerilog：2003年，SystemVerilog发布，这是一个基于Verilog的扩展，引入了一些新的特性，如数组、结构体、接口等。SystemVerilog是一个更为复杂和强大的语言，逐渐取代了纯Verilog的使用。

• IEEE标准：2005年，SystemVerilog成为了IEEE 1800-2005标准。随后的几年里，SystemVerilog得到了广泛的应用，并成为了主流的硬件描述语言之一。

2. 主要特性

并发性：Verilog支持并发执行，可以同时处理多个模块或同时执行多个操作。这使得它适用于设计复杂的数字电路，可以方便地描述并行处理器、通信协议和其他多任务系统。

事件驱动：Verilog是事件驱动的，它可以对输入事件做出响应并执行相应的操作。这使得它能够模拟和验证电路在不同时钟周期下的行为，并检测和处理各种事件。

高级抽象：Verilog提供了高级抽象的特性，如层次结构、参数化和模块化。这使得设计者能够以模块的形式组织和重用代码，提高了设计的可维护性和可重用性。设计逻辑功能时，设计者可不用关心不影响逻辑功能的因素，例如工艺、温度等。

仿真和验证：Verilog可以用于仿真和验证电路的行为。它可以用于编写测试程序，对设计进行仿真和验证，并分析电路的性能和正确性。

可综合性：Verilog可以被综合工具转换为硬件描述语言（如VHDL）或门级网表，可以在FPGA、ASIC等硬件平台上进行实现和部署。

层次化：Verilog支持层次结构的设计，可以将电路模块化为不同的层次，并通过层次引用进行连接和通信。这使得设计者能够以更高层次的抽象描述电路，提高了设计的可读性和可管理性。

3. 应用领域

1.芯片设计：Verilog常用于设计各种集成电路（IC），如处理器、FPGA、ASIC等。Verilog可以描述和模拟数字逻辑电路，实现各种功能和算法。

2.系统级设计：Verilog可以用于设计整个系统级硬件，如计算机架构、信号处理系统、通信系统等。Verilog模拟器可以用于验证系统级设计的功能和性能。

3.验证和测试：Verilog可以用于设计和实现硬件验证和测试方案。通过编写Verilog测试文件，并使用仿真器对设计进行仿真，可以验证硬件设计的正确性。

4.协同设计：Verilog可以用于多个工程师协同设计硬件系统。不同模块的设计人员可以使用Verilog进行模块级设计，并通过连接不同模块来组合整个系统。

5.教育和学术研究：Verilog也被广泛应用于教育和学术研究领域。Verilog作为一种硬件描述语言（HDL）可以帮助学生和研究人员理解和实现数字电路设计的概念和算法。

总结

Verilog主要应用于数字电路设计、硬件描述语言（HDL）编程、芯片设计、系统级设计、验证和测试以及教育和学术研究等领域。
参考文献

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