Verilog 簡介

Verilog 具有很強(qiáng)的電路描述與建模能力，能從多個層次對數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行描述和建模。因此，在簡化硬件設(shè)計任務(wù)、提高設(shè)計效率與可靠性、語言易讀性、層次化和結(jié)構(gòu)化設(shè)計等方面展現(xiàn)了強(qiáng)大的生命力與潛力。

發(fā)展歷史

• 1983 年，Verilog 最初由 Gateway Design Automation 公司（GDA）的 Phil Moorby 創(chuàng)建，作為內(nèi)部仿真器的語言，主要用于邏輯建模和仿真驗證，被廣泛使用。
• 1989 年，GDA 公司被 Cadence 公司收購，Verilog 語言成為 Cadence 公司的私有財產(chǎn)。
• 1990 年，Cadence 公司成立 OVI（Open Verilog International）組織，公開 Verilog 語言，促進(jìn) Verilog 向公眾領(lǐng)域發(fā)展。
• 1992 年，OVI 決定致力于將 Verilog OVI 標(biāo)準(zhǔn)推廣為 IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）標(biāo)準(zhǔn)。
• 1995 年，OVI 的努力獲得成功，IEEE 制定了 Verilog HDL 的第一個國際標(biāo)準(zhǔn)，即 IEEE Std 1364-1995，也稱之為 Verilog 1.0。
• 2001 年，IEEE 發(fā)布 Verilog 第二個標(biāo)準(zhǔn)（Verilog 2.0），即 IEEE Std 1364-2001, 簡稱為 Verilog-2001 標(biāo)準(zhǔn)。由于 Cadence 在集成電路設(shè)計領(lǐng)域的影響力及 Verilog 語言的簡潔易用性，Verilog 成為電路設(shè)計中最流行的硬件描述語言。

主要特性

下面是Verilog的主要特性：

• 可采用 3 種不同的方式進(jìn)行設(shè)計建模：行為級描述——使用過程化結(jié)構(gòu)建模；數(shù)據(jù)流描述——使用連續(xù)賦值語句建模；結(jié)構(gòu)化方式——使用門和模塊例化語句描述。
• 兩類數(shù)據(jù)類型：線網(wǎng)（?wire?）數(shù)據(jù)類型與寄存器（?reg?）數(shù)據(jù)類型，線網(wǎng)表示物理元件之間的連線，寄存器表示抽象的數(shù)據(jù)存儲元件。
• 能夠描述層次設(shè)計，可使用模塊實例化描述任何層次。
• 用戶定義原語（?UDP?）創(chuàng)建十分靈活。原語既可以是組合邏輯，也可以是時序邏輯。
• 可提供顯示語言結(jié)構(gòu)指定設(shè)計中的指定端口到端口的時延，以及路徑時延和時序檢查。
• Verilog 支持其他編程語言接口（?PLI?）進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展。?PLI ?允許外部函數(shù)訪問 Verilog 模塊內(nèi)部信息，為仿真提供了更加豐富的測試方法。
• 同一語言可用于生成模擬激勵和指定測試的約束條件。
• 設(shè)計邏輯功能時，設(shè)計者可不用關(guān)心不影響邏輯功能的因素，例如工藝、溫度等。
• ……

主要應(yīng)用

專用集成電路（?ASIC?），就是具有專門用途和特殊功能的獨(dú)立集成電路器件。

Verilog 作為硬件描述語言，主要用來生成專用集成電路。

主要通過 3 個途徑來完成：

1、可編程邏輯器件

?FPGA ?和 ?CPLD ?是實現(xiàn)這一途徑的主流器件。他們直接面向用戶，具有極大的靈活性和通用性，實現(xiàn)快捷，測試方便，開發(fā)效率高而成本較低。

2、半定制或全定制 ASIC

通俗來講，就是利用 Verilog 來設(shè)計具有某種特殊功能的專用芯片。根據(jù)基本單元工藝的差異，又可分為門陣列 ?ASIC?，標(biāo)準(zhǔn)單元 ?ASIC?，全定制 ?ASIC?。

3、混合 ASIC

主要指既具有面向用戶的 FPGA 可編程邏輯功能和邏輯資源，同時也含有可方便調(diào)用和配置的硬件標(biāo)準(zhǔn)單元模塊，如CPU，RAM，鎖相環(huán)，乘法器等。