Verilog-A 30分钟快速入门教程
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Verilog的词法约定1Verilog是大小写相关的,其中的关键字全部为小写。
2空白符由空格、制表符、和换行符组成。
3单行注释以“//”开始,verilog将忽略此处到行尾的内容。
多行注释以“/*”开始,以“*/”结束。
多行注释不允许嵌套4操作符有三种:单目操作符、双目操作符和三目操作符。
5数字声明Verilog中有两种数字生命:指明位数的数字和不指明位数的数字指明位数的数字表示形式:<size>’<base format><number>Size用来指明数字位宽度,只能用十进制整数表示Base format包括十进制(’d或’D),二进制(’b或’B),八进制(‘o或’O),十六进制(‘h或’H)例如4’b1111 //4位2进制数12’h3ac //12位16进制数不指明位数的数字:如果数字说明中没有指定基数,那么默认表示为十进制数。
如果没有指定位宽,则默认的位宽度与仿真器和使用的计算机有关(最小为32位)。
‘o21 //32位八进制数X值和Z值:不确定值用X表示,高阻用Z值表示。
在八进制数中代表3位,十六进制中代表4位。
12’h12X //这是一个12位16进制数,其中低四位不确定负数:在表示位宽的数字前面增加一个减号来表示它是一个负数。
-6’d3 //一个6位的用二进制补码形式存储的十进制数3,表示负数-6’sd3 //一个6位的带符号算数运算的负数下划线符号和问号:除了第一个字符,下划线“_”可以出现在数字中的任何位置,它的作用只是提高可读性,在编译阶段会被忽略掉问号“?”是z的另一种表示,使用问号的目的在于增强casex和casez语句的可读性。
在这两条语句中,“?”表示不必关心的情况。
12’B1111_0011_1110 // 增强可读性4’b10?? //相当于4’b10zz6字符串是双引号括起来的一个字符队列。
对于字符串的限制是,它必须在一行中书写完,不可书写在多行中,也不能包含回车符。
目录•Verilog概述•Verilog基础语法•组合逻辑电路设计•时序逻辑电路设计•数字系统设计方法学•华为Verilog编程规范与技巧Verilog概述1 2 3Verilog语言诞生,最初用于模拟电子系统的行为。
1980年代初期Verilog逐渐发展成为硬件描述语言(HDL),用于描述数字电路和系统的结构和行为。
1980年代中期Verilog不断完善和发展,成为电子设计自动化(EDA)领域的重要标准之一,广泛应用于集成电路设计、FPGA开发等领域。
1990年代至今Verilog历史与发展集成电路设计Verilog可用于描述数字集成电路的逻辑功能、时序关系和电路结构,是IC设计领域的重要工具。
FPGA开发Verilog可用于FPGA的逻辑设计和编程,实现复杂的数字系统和算法。
ASIC设计Verilog可用于ASIC设计的各个阶段,包括逻辑设计、综合、布局布线等。
系统级建模与仿真Verilog可用于构建系统级模型,进行系统仿真和性能分析。
Verilog应用领域01Verilog 是一种硬件描述语言(HDL ),用于描述数字电路和系统的结构和行为。
02与其他硬件描述语言(如VHDL )相比,Verilog具有更接近C 语言的语法风格,易于学习和使用。
Verilog 支持多种抽象层次的描述,包括行为级、寄存器传输级(RTL )、门级和开关级,方便设计师在不同设计阶段使用。
Verilog 与硬件描述语言关系02Verilog基础语法标识符与关键字标识符用于标识变量、模块、函数等程序实体的名称,由字母、数字和下划线组成,首字符必须是字母或下划线。
关键字Verilog语言中的保留字,用于定义语言结构和控制语句,如`module`、`input`、`output`、`if`、`else`等。
数据类型与运算符数据类型包括整型(`integer`)、实型(`real`)、时间型(`time`)以及用户自定义类型等。
(完整word版)Verilog-A30分钟快速入门教程.docxVerilog-A 30分钟快速入门教程进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“ Verilog- AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定 Verilog 基础,研一时学过一点 VHDL-AMS ,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话, 30 分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A 。
(前提是有一定的Verilog 基础和电路基础)1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版),作为模拟电路描述语言Verilog-A ,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量(Flow) 和位 (Potential) ,在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(out)/R ,这样就产生了一个电阻,最后 Verilog-A 仿真器会用某种算法( 迭代是最常见的 ) 将 I(out) 和 V(out) 求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的 I 、V 等,当然这仅仅是指时域仿真。
2 、下面讲Verilog-A的语法:begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross 用来产生一个 event ,如:@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指 sample 的电压超过 2.0 时触发该事件,将会执行后面的语句,+1.0 表示正向越过, -1.0 则相反ddt( expr )// 求导,如:I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);// 比例积分,式中的 0 表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] )// 将 expr 的值 delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ ,ρ)将expr 进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等数据类型:integer 、real ,另外就是 discipline ,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个nature 类型作为一个discipline ,这些都在disciplines.vams这个头文件里建好了,编程时要`include "disciplines.vams"。
•Verilog-A 30分钟快速入门教程进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“Verilog-AMS Language Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定Verilog基础,研一时学过一点VHDL-AMS,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话,30分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A。
(前提是有一定的Verilog基础和电路基础)1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的简化版),作为模拟电路描述语言Verilog-A,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量(Flow)和位(Potential),在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(out)/R,这样就产生了一个电阻,最后Verilog-A仿真器会用某种算法(迭代是最常见的)将I(out)和V(out)求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的I、V等,当然这仅仅是指时域仿真。
2、下面讲Verilog-A的语法:begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同if ( expression ) true_statement ;[ else false_statement ; ] //与Verilog同case ( expression ) case_item { case_item } endcasefor ( procedural_assignment ; expression;procedural_assignment ) statement//case与for语句都跟Verilog、C语言类似cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );//cross用来产生一个event,如:@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))//指sample的电压超过2.0时触发该事件,将会执行后面的语句,+1.0表示正向越过,-1.0则相反ddt( expr ) //求导,如:I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);//比例积分,式中的0表示积分的初值transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] ) //将expr的值delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门laplace_zp( expr ,ζ,ρ)将expr进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等数据类型:integer、real,另外就是discipline,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个nature类型作为一个discipline,这些都在disciplines.vams 这个头文件里建好了,编程时要`include "disciplines.vams"。
verilog教程当您开始学习Verilog时,以下是一些重要的基础知识和概念。
1. Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于描述和设计数字电路。
它可以用于模拟、合成和验证电路。
2. Verilog使用模块化的设计风格。
每个设计都由一个或多个模块组成,每个模块有自己的输入和输出。
3. 使用`module`关键字定义一个模块,并在其后给出模块的名称。
```verilogmodule my_module;// 模块主体endmodule```4. 模块内部包含用`input`和`output`声明的端口,用于与其他模块进行通信。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);// 模块主体endmodule```5. `wire`关键字用于声明连接不同模块的导线。
可以将导线看作是用于传输数字信号的线。
6. 在模块主体中,可以使用`assign`关键字创建逻辑连接。
逻辑连接使用`=`运算符连接输入和输出。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);assign c = a & b;endmodule```7. 除了逻辑连接外,可以在模块内部使用`always`块创建组合和时序逻辑。
```verilogmodule my_module(input wire a,input wire b,output wire c);reg d;always @(a or b)d = a | b;assign c = d;endmodule```8. Verilog还支持使用`if-else`语句,`case`语句和循环结构等常见的编程结构。
9. 为了模拟和验证设计,可以使用Verilog仿真工具,如ModelSim、VCS等。
veriloga语法electrical摘要:1.Verilog 语法基础2.电路描述与建模3.仿真与验证4.设计与实现正文:Verilog 是一种硬件描述语言,广泛应用于数字系统设计和验证。
在电子电路设计中,Verilog 可以描述和模拟电路行为,帮助工程师进行电路设计和优化。
下面我们将详细介绍Verilog 的基本语法以及如何使用Verilog 进行电路建模和仿真验证。
1.Verilog 语法基础Verilog 语法主要包括基本的数据类型、运算符、控制结构和模块等。
数据类型包括布尔型、整数型、实数型等,运算符包括算术运算符、关系运算符和逻辑运算符等。
控制结构包括if-else 语句、for 循环、while 循环等。
模块则是Verilog 设计的基本单元,包括输入端口、输出端口和行为描述等。
2.电路描述与建模使用Verilog 进行电路描述时,需要首先了解电路的基本结构和原理。
然后,通过Verilog 语言中的各种语法元素,描述电路的输入输出关系、逻辑行为等。
例如,可以使用verilog 中的"and"门、"or"门、"not"门等基本逻辑门来构建复杂的逻辑电路。
3.仿真与验证在Verilog 中,可以利用仿真工具对设计的电路进行功能验证。
常用的仿真工具包括ModelSim、VCS 等。
通过编写测试平台,可以对电路进行功能测试,检查电路是否按照预期进行工作。
仿真验证是电子设计过程中非常重要的环节,可以有效提高设计质量和可靠性。
4.设计与实现在完成电路建模和仿真验证后,可以进一步进行电路的实际设计和制作。
这包括硬件制作、软件编程等多个环节。
通过Verilog 语言,可以生成对应的硬件描述文件,供后续硬件制作和测试使用。
同时,Verilog 也可以与其他EDA 工具(如Cadence、Mentor Graphics 等)相结合,实现整个电子设计流程的自动化和智能化。
Verilog-A语法实用指南Verilog-A语法是描述模拟电路行为的一种编程语言。
它可以用于描述电路的行为和功能,是数字电路设计中常用的一种语言。
本文将从Verilog-A语法的基本特点、常用语法以及示例应用等方面展开介绍,希望可以为初学者提供一些指导和帮助。
一、Verilog-A语法的基本特点1. 语法简洁明了:Verilog-A语法采用了类似C语言的结构,采用了分号作为语句结束符,使得代码具有良好的可读性。
2. 强大的模块化功能:Verilog-A语法支持模块化的设计,可以将电路设计分为多个模块,每个模块完成不同的功能。
3. 丰富的数据类型:Verilog-A语法支持多种数据类型,包括整型、实型、布尔型等,能够适应不同的应用场景。
4. 可扩展性强:Verilog-A语法可以方便地扩展新的功能和特性,使得它在大型项目中也能够得到应用。
二、Verilog-A语法的常用语法1. 模块定义:使用module关键字定义一个模块,模块内包含输入端口、输出端口以及内部逻辑。
2. 参数定义:使用parameter关键字定义参数,可以在模块中使用这些参数。
3. 时序控制:使用initial关键字定义初始条件,使用always关键字定义条件触发的操作。
4. 信号赋值:使用assign关键字完成信号之间的赋值操作。
5. 行为描述:使用initial和always关键字描述电路的行为。
6. 分支结构:使用if...else...语句完成条件判断。
7. 循环结构:使用for和while等关键字完成循环操作。
三、Verilog-A语法的示例应用1. 模拟电路设计:Verilog-A语法可以用于模拟电路的设计和验证,包括数字电路和模拟电路。
2. 信号处理:Verilog-A语法可以用于实现信号的采集、处理和输出。
3. 控制系统:Verilog-A语法可以用于描述控制系统的行为和功能,包括PID控制、状态空间控制等。
4. 通信系统:Verilog-A语法可以用于描述通信系统的行为和功能,包括调制解调、编解码等。
verilog语⾔⼊门教程module a(b, c, d,...z);//module: 模块头 a:模块名(b,c,d,...z):端⼝列表input b;//输⼊声明input wire c;//输⼊声明线⽹类型⽤wire,wire可省略input wire [7:0] d;//[7:0]:输⼊总线位宽0~7所以是8bit总线output e;//输出声明output [7:0] f;//输出总线位宽说明,默认为wire类型,此处省略wireoutput reg [7:0] f;//输出总线寄存器类型⽤reg ...//为了篇幅⼩⼀些省略e~y的声明,实际代码中不可省略assign d = a & b;//assign语句也叫数据流建模语句也叫连续赋值语句,后⾯接的是组合逻辑assign e = (f < g)? 1 : 0;//三⽬运算符always @ (posedge a or negedge b or posedge c...)//always语句,posedge为上升沿触发,negedge为下降沿触发,后⾯接信号表⽰当这个信号上升沿或下降沿时执⾏下⾯的程序begin//begin...end 相当于()if(!b)//if语句beginh <= 4'b0000;//⾮阻塞赋值语句⽤<=,4'b0000表⽰位宽为4,⼆进制表⽰的数0000i <= 32'haabbccdd;//此处表⽰32位宽,16进制表⽰的数aabbccddendelse//else表⽰分⽀case(j)//case语句0 : k <= k + 1'b1;//verilog中没有⾃加的表⽰,所以⽤k = k + 1'b11 : if(k<m) begin l <= 8'd7;j <= 2; end// j <= 2表⽰下⼀个时钟沿触发后跳到2:语句2 : m < = 4'b0001 << 2;//<<移位符号default: j <=0; //default语句表⽰当j取值不是上⾯列出的0,1,2时⾛这条语句endcase//case多路分⽀语句结束标志end//整个always循环结束标志endmodule//整个模块结束标志。
Verilog简明教程Verilog简明教程(适用于略有HDL知识,想快速了解verilog的人)目录:A verilog的流行,有两方面的原因;B verilog与VHDL相比的优点C 典型的verilog模块D verilog语法要点A) verilog的流行,有两方面的原因:1 它是cadence的模拟器verilog-XL的基础,cadence的广泛流行使得verilog在90年代深入人心;2 它在硅谷获得广泛使用;B) verilog与VHDL相比的优点二者的关系仿佛C与FORTRAN,具体而言:1 verilog的代码效率更高:? 比较明显的对比:VHDL在描述一个实体时采用entity/architecture模式,verilog在描述一个实体时只需用一个"module/edumodule"语句块.此外verilog的高效性还在很多地方体现出来;2 verilog支持二进制的加减运算:VHDL在进行二进制的加减运算时使用conv_***函数或者进行其他的定义,总之必须通知编译器;verilog直接用形如"c=a+b"的表示二进制的加减运算;3 综合时可控制性好:VHDL对信号不加区分地定义为"signal",而verilog区分为register类型的和wire类型的;但是也有人支持VHDL,认为verilog和VHDL的关系仿佛C和C++.C) 典型的verilog模块讨论以下典型电路的verilog描述:* 与非门;* 加法器;* D触发器;* 计数器;* latch;* 时序机;* RAM;* 模块引用;* 预编译;* 与非门的verilog描述如下://verilog使用和C语言相同的注释方法module nd02(a1,a2,zn);//一个verilog模块总是以module开始,以endmodule结束, ?? //nd02是模块名,a1,a2,zn是模块的3个输入输出信号input a1,a2;? //告诉编译器a1,a2对此模块而言是输入,并且数据类型是"bit"output zn;? //告诉编译器zn对此模块而言是输出,数据类型也是"bit"nand (zn,a1,a2); //我理解nand是运算符,我们不必深究verilog中的正式术语是什么了吧?? //总之这种形式表示zn=~(a1 && a2);你一定已经想到类似的运算符还有?? //"not","and","or","nor","xor"了吧;?? //除了"not",括号里的信号数可以任意,例如or (z,f,g,h)表示?? //z=f || g || h,并且延时是3个单位时间?? //#x 表示延时x个单位时间;endmodule* 加法器的verilog描述如下:module ad03d1(A,B,CI,S,CO) ;input [2:0] A,B;? //表示A,B是输入信号,并且是3位矢量,上界是2,下界是0input CI;output [2:0] S;output CO;assign {CO,S}=A+B+CI; //一对"{"和"}"表示链接,即将CO和S合并成4位矢量endmodule* 带异步清零端的D触发器的verilog描述如下:module dfctnb (d,cp,cdn,q,qn);input d,cp,cdn;output q,qn;reg q,qn;??? //关键字"reg"表示q和qn是"register"类型的信号;verilog中有两种????? //类型的信号:"register"类型和"wire"类型.你可以简单地把//register类型的信号想象为某个D触发器的输出,而wire类型的????? //的信号是组合逻辑的输出.二者的最大区别在于:????? //你可以对register类型的信号进行定时赋值(用wait语句????? //在特定时刻的赋值,详见下面always语句),而对于wire类型的????? //信号则不可.always wait (cdn==0) //表示每当cdn=0时,将要对D触发器清零,"always"和"wait"嵌套.????? //"wait"和"@"是verilog 的两个关键字,表示一旦有某事发生????? //则执行下面的语句块,"always"有点象C语言中的"if ... then..."????? //"wait"和"@"的区别:请参考本模块.wait 表示本语句块的进程停止,????? //直到"cdn=0"的条件出现才继续????? //我理解在verilog中,每个最外层语句????? //块都是一个独立的进程;????? //"@"(请看下个always语句)也表示本语句块的进程停止,????? //直到后面定义"posedge cp"(即出现cp的上升沿)的事件出现????? //才继续;????? //也许wait和@可以合二为一吧,但至少到目前verilog????? //中wait表示"条件",@表示"事件";????? //具体运用中,wait总是用于类似"wait(xxx=1)"之类的场合,????? //@总是用于类似"@(xxx)"或"@(posedge/negedge xxx)"之类的场合????? //整句话的意思是"每当cdn等于0时,则作以下事情"begin???? //begin...end结构的用法类似于pascal语言????? q=0;??????? qn=1;??????? wait (cdn==1);endalways @ (posedge cp)//"@(posedge cp)"中有两个关键字:"@ (x)"表示"每当事件x发生",????? //"posedge x"表示"x 的上升沿,"negedge x"表示"x 的下降沿"????? //整句话的意思是"每当cp 的上升沿,则作以下事情"??????? if (cdn)? //如果cdn=1(意味着清零端无效)??????? begin??????????????? q=d;??????????????? qn=~q;//"~"表示反相??????? endendmodule* 计数器的verilog描述如下:module count(in,set,cp,out) ;//此计数器,在cp的上升沿将输入赋给输出,在cp的上升沿使输出加一input [15:0] in;input set,cp;output [15:0] out;reg [15:0] out;always @ (posedge set)out = in;always @(posedge cp)out = out+1;? //verilog容许一个信号同时出现在等号两端,只要它是reg类型的endmodule* latch的描述如下:always @(clk or d)??? if (clk) q = d;* 时序机的verilog描述如下:always @(posedge CLK)? //D是下一个状态,Q是当前状态,e1,e2是输入,a,b是输出Q=D;always @(Q or othercase) begin //当Q变化或输入e1,e2变化时D要相应变化D = Q; //note 1a = 0;b = 0;......case(Q)? q1:begin?? q1 action;?? if(e1)D=d1;?? if(e2)D=d2;?? else D=d3;?? a = 1; //note 2?? end? q2:begin?? b = 1;?? ......?? end? default:begin?? a = 0;?? b = 0;?? ......endend---annotations---note 1:? This is a custom expression,after reset,D should be equal to Q;note 2:? In this state machine,a is only equal to 1 at state q1,in? other state,a is equal to 0;* RAM的verilog描述如下:module ram(din,ain,dout,aout,rd,wr);//这是一个双口RAM,分别有:???? //输入端:输入地址 ain;输入数据 din;上升沿有效的写信号 wr;???? //输出端:输出地址 aout;输出数据 dout;高电平有效的读信号 rd;? inout [7:0] din;? input [7:0] ain,aout;? input rd,wr;? output [7:0] dout;? reg [7:0] memory [0:255];?? //请注意这是存储阵列的描述方法,描述了一个共有2 56个字的存储阵列,????? //每个字是8位? assign dout = rd ? memory[aout] : 8'bz; //"assign"关键字表示并行赋值语句的开始????? //"?"运算符的作用和在C语言中一样?? //"8'bz"是一个常量,表示一个字节的高阻态,其中????? //8表示长度是8bit,"'"是固定分割符,"b"表示后面的数据是以比特形式给出的, ????? //"z"表示高阻;????? //举例:4'ha表示长4bit的数"1010"????? //类似的还可举出5'b10111,6'o33等等? always @(posedge wr)memory[ain] = din;endmodule* 模块引用假设在前面(可以是别的模块)定义了module ram(din,ain,dout,aout,rd,wr),则引用此模块时只需写ram myram(din_in_map,ain_in_map,dout_in_map,aout_in_map,rd_in_map,wr_in_map) ;//其中"ram"是所引用的module名,"myram"是你起的instance名,//"din_in_map"等等是图中的节点名,和器件(module)中的"din..."进行"虚实结合";* 预编译类似C语言,只需写`include "<pathname:filename>",反上撇号"`"是verilog的预编译符,类似C中的"#". D) verilog语法要点* 基本原则设计时应该把你的系统划分为计数器,触发器,时序机,组合逻辑等等可综合的单元,对此不同的IC公司和EDA开发商可能根据自己的见解和经验提出不同的要求,并且对verilog程序的细节进行自己的规定,但有一点是对的:即写硬件描述语言不象写C语言那样符合语法就行.单单符合verilog语法的程序可能被拒绝综合,甚至被拒绝模拟;* 最外层可以写什么?这里所说的最外层是指module语句后的第一层,在这一层可以写这些可执行语句:assign和nand等定义组合逻辑的语句,always语句,模块引用语句,一些以"$"开头的系统定义语句.特别注意不可以写if语句.if语句只能放在always内部.不推荐写wait语句.*可以在多个always语句中对一个信号赋值.。
Verilog语法简易教程Verilog是硬件描述语言(HDL)之一,主要用于硬件设计和仿真。
它于1984年由一家名为Gateway Design Automation的公司开发,并于1985年推出。
Verilog以其简单易学的语法和强大的功能而闻名于世。
本简易教程将向您介绍Verilog的基本语法和常用结构。
它包括模块化设计,数据类型,运算符,条件语句,循环语句和时序建模等内容。
首先,让我们先来了解Verilog中的模块化设计。
在Verilog中,设计是通过定义和连接模块来完成的。
每个模块由输入输出端口和内部逻辑组成。
以下是一个简单的Verilog模块的例子:```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```上述代码定义了一个名为adder的模块,它具有两个输入端口A和B,以及一个输出端口sum。
内部逻辑通过assign语句实现,将输入端口A和B相加,并将结果赋值给输出端口sum。
接下来,让我们了解Verilog中的数据类型和运算符。
Verilog支持多种数据类型,包括位向量(bit vector)、整数(integer)、浮点数(real)等。
其中,位向量是最常用的数据类型。
以下是两个位向量相加的例子:```module adder(input [3:0] A, B, output [3:0] sum);assign sum = A + B;endmodule```在这个例子中,输入端口A和B都是4位的位向量,输出端口sum也是4位的位向量。
通过使用+运算符,我们可以对这两个位向量进行相加操作,并将结果赋值给输出端口sum。
除了基本的数据类型和运算符,Verilog还提供了丰富的条件和循环语句。
条件语句允许您在程序中根据一些条件执行不同的操作。
以下是一个简单的条件语句的例子:```beginif (A == B)equal = 1;elseequal = 0;endendmodule```在这个例子中,我们使用了always块来定义一个连续的行为。
•进入正题,学了几天的Verilog-A,平台是Agilent ADS,主要参考“Verilog-AMS L anguage Reference Manual”和ADS的帮助文档。
现在的状态算是入门了,写了个简单的PLL。
总结这几天的学习,觉得效率太低,我以前有一定Verilog基础,研一时学过一点VHDL-AMS,学到现在这个状态应该半天就够了;入门的话,30分钟足矣;跟着这个教程走,你会很快了解和熟悉Verilog-A。
(前提是有一定的Verilog 基础和电路基础)
1、基尔霍夫定律撑起了整个电路学的大厦(当然也可以认为基尔霍夫定律只是麦克斯韦方程的
简化版),作为模拟电路描述语言Verilog-A,同样将基尔霍夫定律作为其基本,最重要的两个概念便是流量(Flow)和位(Potential),在电学里是电流和电压,在力学里可以是力和距离,在热学里可以是功率和温差,等等。
在Verilog-A中,你可以将电阻电容电感等器件用一个方程式来表述,比如I(out) <+ V(o ut)/R,这样就产生了一个电阻,最后Verilog-A仿真器会用某种算法(迭代是最常见的)将I(o ut)和V(out)求解出来,然后根据这个解去算下一个时刻的I、V等,当然这仅仅是指时域仿真。
2、下面讲Verilog-A的语法:
begin end //相当于C语言的一对大括号,与Verilog同
if ( expression ) true_statement ;
[ else false_statement ; ] //与Verilog同
case ( expression ) case_item { case_item } endcase
for ( procedural_assignment ; expression;
procedural_assignment ) statement
//case与for语句都跟Verilog、C语言类似
cross( expr [, dir [, time_tol [, expr_tol ]]] );
//cross用来产生一个event,如:
@(cross(V(sample) -2.0, +1.0))
//指sample的电压超过2.0时触发该事件,将会执行后面的语句,+1.0表示正向越过,-1. 0则相反
ddt( expr ) //求导,如:
I(n1,n2) <+ C * ddt(V(n1, n2)); //表示了一个电容
idt( expr ,[ ic [, assert [, abstol ]]] ) //积分,如:
V(out) <+ gain * idt(V(in) ,0) + gain * V(in);
//比例积分,式中的0表示积分的初值
transition( expr [, time_delay [, rise_time [, fall_time [, time_tol ]]]] )
//将expr的值delay一下并指定上升下降沿时间,相当于一个传输门
laplace_zp( expr ,ζ,ρ)
将expr进行拉普拉斯变换,具体表达式参看相关文献,还有laplace_zd()等
数据类型:
integer、real,另外就是discipline,不知道怎么翻译比较好,比如说它将电压电流这两个na ture类型作为一个discipline,这些都在disciplines.vams这个头文件里建好了,编程时要`i nclude "disciplines.vams"。
如果要定义一个电路节点,electrical node_name就好了parameter {real | integer} list_of_assignments ;
//定义参数,如parameter R = 50 from (0:inf];
在一个模块中调另一个模块和Verilog差不多,如:
blk_a a1(Input1, a_b1);
blk_a a2(Input2, a_b2);
运算符号:
+ - * / > < == & | && || ^ << >> ?: 等,跟Verilog一样
另外,新加的一个符号<+,这个专门给模拟信号赋值用,注意这个赋值符号是可以累加的,就是说赋两次值的话,它会加起来,而不是覆盖,如:
// model input admittance(导纳)
I(in) <+ V(in)/Rin;
I(in) <+ Cin*ddt(V(in));
预处理&宏:
`define `else `ifdef `include `resetall `undef
跟Verilog差不多
3、Verilog-A程序基本结构:
`include "disciplines.vams" //预处理
module load(p); //定义模块,p是端口
electrical p, gnd; //定义节点
ground gnd; //定义gnd为ground节点,电位为0
parameter real R=50.0; //定义R这个参数并赋初值
analog //模拟语句从这开始
V(p) <+ R * I(p, gnd); //在这里表示一个电阻,表示了输出电压与输出电流的关系
endmodule //模块定义结束
4、上面这些基本上是最常用的了,了解之后,你就能看懂一般的Verilog-A程序了,下面是我写的PLL仿真程序,把它看完并看懂(当然第一次并不需要看得很仔细):
提示:振荡频率4~6G,分频器为50分频,Fref为100M,鉴相器为电荷泵型。
`include "disciplines.vams"
`include "constants.vams"
//VCO
module my_vco(in, out);
input in;
output out;
electrical in, out;
parameter real gain=2.0e9, fc=4.0e9;
analog
V(out) <+ sin(2*`M_PI*(fc*$realtime + idt(gain*V(in)))); endmodule
//phase detector
module my_pd(ref,rf,outP,outN);
input ref,rf;
output outP,outN;
electrical ref,rf,outP,outN;
real clr,up,down;
parameter real Ro=1e6, Ro2=1;
analog begin
@(cross(V(ref)-0.5,+1))
up = 1;
@(cross(V(rf)-0.5,+1))
down = 1;
clr = absdelay(up && down, 1e-9);
// clr = transition(up && down, 1e-9); //这两条语句都可以if(clr>0.5) begin
up = 0;
down = 0;
end
if(up) begin
if(V(outP)>= 3)
V(outP) <+ 3-I(outP)*Ro2;
else I(outP) <+ -up*0.01;
end
else begin
I(outP) <+ 0;
end
if(down) begin
if(V(outN) <= 0)
V(outN) <+ 0-I(outN)*Ro2;
else I(outN) <+ down*0.01;
end
else begin
I(outN) <+ 0;
end
end
endmodule
//N divider
module my_divider(in,out);
input in;
output out;
electrical in,out;
integer cnt;
parameter integer K=50;
analog begin
@(cross(V(in),+1))
cnt = cnt+1;
if(cnt>=K)
cnt=0;
if(cnt*2-K>=0)
V(out) <+ 1;
else
V(out) <+ 0;
end
endmodule
以上是VCO、鉴相器和分频器,原理图我是在ADS中画的,如下所示:
以下是仿真结果:。