【Verilog HDL学习之路】第二章 Verilog HDL的设计方法学——层次建模
2 Verilog HDL的设计方法学——层次建模
- 重要的思想:
在语文教学中,应该先掌握核心方法论,再用正确的方法论去做题目,这样能够逐渐加深对于方法论的理解,做题的速度和准确率也会越来越高。 - 在Verilog HDL中,该思想同样适用,在编程,软件开发也一样如此
2.1 设计方法学——层次建模
2.1.1 方法理论
- 自上而下设计方法
设计者先设计出顶层模块,然后将其拆解,分析出其内部模块,再进一步为更小的、已知的功能单元。用流程图可以进行如下表示
图示:
- 自下而上的设计方法
设计者使用功能确定是小的功能单元,组合成大的功能单元,然后逐渐增大,流程图即上面的箭头反向
2.1.2 实际应用
在实际使用设计方法学的过程中,往往采用二者结合的方式,程序员一边设计顶层的架构,一边将小模块组合成大模块,上下同时进行,然后进行对接。
实际的流程往往是这个样子的
这个过程中,对于小单元的实现,是自下而上的,对于整体架构的实现,是自上而下的。
当然,其实这样的流程过于抽象,并且也不是唯一的,我们看后面的实例部分来深入理解思想即可,大可不必生搬硬套。
2.2 应用层次建模思想设计Verilog HDL程序
具体内容请参考书籍《Verilog HDL:A Guide to Design and Synthesis》(Second Edition)
先来阐述核心概念:
- 模块与模块实例
- 设计块与激励块
2.2.1 模块与模块实例
对于模块与模块实例的关系,和C++中模板与模板实例的关系是类似的
在Verilog HDL中,模块是基本功能单元,它可以是
- 叶单元
- 子模块
- 顶层模块
在更高级的模块中,可以调用低级模块实例来构建,也有了一条重要的原则:
- 下级模块实例,被调用,来构建上级模块
总而言之,Verilog的核心设计,是由模块构成的,不同等级的模块通过模块实例进行相互调用来建立联系
每一个模块,都是一个有接口,有功能,但是内部细节不可见的科技黑箱
每一个模块实例,都是模块的副本,可以被它的上级模块调用
2.2.2 设计块与激励块
- 设计块就是2.2.1中构建的最上级的模块,即顶层模块
- 激励块就是用来验证设计块的正确性
问题:什么是“激励”?
先来举一个类似的例子,在物理电路实验中,我们连接好电路,然后给他加上电源通电,验证电路是否连接正确。
在Verilog设计中,我们的“设计块”就是电路,“激励块”就是电源,“仿真测试”就是通电。这样的类比应该非常清晰明确了,再画个表格对比。
Verilog HDL | 电路实验 |
---|---|
设计块 | 电路 |
激励块 | 电源 |
仿真测试 | 电路通电 |
激励块的作用:
给设计块加上具备指定特征的信号,来测试设计块的正确性和效率
激励块的两种设计模式:
- 激励块中调用设计块实例,直接接入信号驱动设计块
- 生成一个新的“虚拟的”顶层模块,调用激励块实例和设计块实例,让二者接口进行交互,通过信号传递间接驱动设计块
举个例子你就明白了
- 方式一:手动点火来引爆炸药
- 方式二:使用引爆器引爆炸药
2.2.3 使用规则
- 模块、模块实例和激励块的命名,必须是唯一的,不能重名
- 模块不能嵌套定义,但是模块内部可以进行其他模块的声明或调用其他模块实例
- 模块由module开始,endmodule结束
2.2.4 示例
2.3 思考:层次建模在Verilog与C/C++应用的区别
层次建模的思想,一直都应该存在,但是在具体实现中,Verilog设计使用自上而下的设计是可能的,因为模块相对简单,接口相对确定,只需要设置好接口,知道需要的模块和功能即可。
但是对于高级语言来说,自上而下的在纸上设计框架是可以的,具体实现并不能这样的做,因为它的低层框架同样是非常复杂的,并不能直接提前设计好,尤其是对于大框架嵌套小框架的情况,一定要先设计好小框架,再完成大框架,也就是自上而下地设计,自下而上地实现。
对于并行的中层框架来说,实现顺序也需要按照执行顺序来编写。
2.4 疑问解答
对于第一章提到的问题,现在可以解答了。【Verilog HDL学习之路】第一章 Verilog HDL 数字设计总论
问题1:对于过程“RTL级描述描述–>门级网表”,门级网表等同于门级描述吗?
问题2:行为级综合工具的出现允许Verilog HDL进行行为级描述,那么它是可以将行为级描述转换为RTL级描述吗?
回答以上两个问题,Verilog HDL的设计者可以使用四种抽象层次对模块进行描述,最终通过综合工具后,一般生成的是门级结构的描述
另外补充一点,RTL级描述,通常指的是能够被逻辑综合工具接受的行为级描述和数据流级描述的混合描述
【Verilog HDL学习之路】第二章 Verilog HDL的设计方法学——层次建模相关推荐
- Cyclone V SoC FPGA学习之路第二章:硬件篇
Cyclone V SoC FPGA学习之路第二章:硬件篇(内部资源) 前言 上一章了解了<cycloneV device datasheet>,其中数据手册里重点介绍了电源要求,时序参数 ...
- Cyclone V SoC FPGA学习之路第一章:综述
Cyclone V SoC FPGA学习之路第一章:总体了解 关键词: adaptive logic modules – ALM 自适应逻辑模块 logic array block --LAB 逻辑阵 ...
- 机器学习理论《统计学习方法》学习笔记:第二章 感知机
<统计学习方法>学习笔记:第二章 感知机 2 感知机 2.1 感知机模型 2.2 感知机学习策略 2.2.1 数据的线性可分性 2.2.2 感知机学习策略 2.3 感知机学习算法 2.3. ...
- 计算机网络学习笔记:第二章
文章目录 计算机网络学习笔记:第二章 前言 2.1.应用层协议原理 2.1.1 网络应用程序体系结构 2.1.2 进程通信 2.1.3 可供应用程序使用的运输服务 2.1.4 因特网提供的传输层服务 ...
- D3.js学习指北--第二章,基础复习
D3学习指北–第二章,基础复习 1.关于html的svg标签 html5里有很多个标签,但是关于D3的应用多用在一个标签上< svg >svg标签可以理解为一个绘画板,里面提供了各类的 ...
- 2021-08-31《内网安全攻防》学习笔记,第二章-域内信息收集(转自PowerLiu)
<内网安全攻防>学习笔记,第二章-域内信息收集 2020-07-212020-07-21 15:08:47阅读 1.1K0 2.1 内网信息搜集概述 当渗透测试人员进入内网后,面对的是一片 ...
- Hbase高手之路 -- 第二章 -- HBase集群的搭建
Hbase高手之路 – 第二章 – HBase集群的搭建 一. 下载并安装 1. 下载安装包 2. 上传服务器 3. 解压 tar -zxvf hbase-2.4.10-bin.tar.gz -C . ...
- C++ primer第五版学习记录:第二章变量和基本类型
C++ primer第五版学习记录:第二章变量和基本类型 断断续续把第二章看完用了大概两周时间,发扬一下之前默写的传统,顺便让自己梳理一下该章节的具体框架及结构.可能会有理解错误的地方,欢迎大家批评指 ...
- 信息安全工程师学习笔记《第二章》
第二章:网络攻击原理与常用方法 本章首先讲述网络攻击相关概念,总结网络攻击的技术特点.发展趋势和网络攻击的一般过程:然后系统的给出了网络攻击的常见技术方法和黑客常用工具:最后分析了分布式拒绝服务攻击. ...
最新文章
- leveldb源码分析:数据插入续(跳表)
- 在JavaScript中使用正好两位小数格式化数字
- python语言软件-mPython(图形化编程软件) V0.5.0 官方版
- 【tensorflow】 GPU 显存分配设置
- C# 温故知新 基础篇(7) 接口思维导图
- 得到application server上所有的logon user
- matlab在振动信号处理中的应用_Matlab面向对象程序设计及其在地球物理学中的应用(4)——类的属性
- 关于IE6、7、8下实现盒阴影的几个注意点
- 时间序列分析 lstm_LSTM —时间序列分析
- sql并行查询oracle,oracle 查看并行sql语句的并行数量
- 写一个java的网络数据包分析程序(一)
- Redis数据类型SortedSET
- 小牛uqi几个版本区别_川崎ZX25R便宜版本长这样?
- Eclipse中配置mybatis-3-config.dtd
- 俞军老师:适合产品经理的10本书 | 2019收藏版
- 【毕业季】一个普通大二学生的迷茫与展望
- 小结——scanf和scanf_s的区别以及最近练习的一些习题
- vb.net 拓展教程目录
- 什么是5G advanced
- FTP修改默认端口后,注意事项
热门文章
- HTML5笔记——formData
- UNIX标准化及实现之POSIX标准可选头文件
- EF Code First 简单的示例
- 前端项目难点及解决方法_预埋件施工重点难点的解决方法
- docker build 变量_DockerFile 设置环境变量
- 知乎python练手的_Python—爬虫之初级实战项目:爬取知乎任一作者的文章练手
- 修改linux绑定的域名,手工修改linux系统下DA面板绑定的域名
- vs2019 缺android sdk,VS2019由于缺少NuGet Microsoft.NET.Sdk.Functions程序包而无法加载项目,但也无法添加此程序包(示例代码)...
- CPU Cache对于并发编程的影响
- AIX的完整形式是什么?