文章目录

前言

一、文件声明

二、命名

三、注释

四、模块

五、wire、reg

六、表达式

七、条件语句

八、可综合性

九、可重用性

十、同步设计

十一、循环语句

十二、约束

十三、PLL、DCM

十四、关于对齐

参考声明

前言

本专栏的博文都是关于Verilog HDL 语法。目前（2021/9/7），本人接触FPGA和Verilog HDL 语法也差不多有近半年的时间了。对于一些常规的模块编写、IP核配置、仿真等没有太大问题。但是如果涉及到特别复杂的逻辑设计时，也会出现较多的语法空白需要填补。所以我准备以博客的形式重新整理相关的Verilog HDL 语法，做到知识的沉淀。

有很多从事FPGA数字设计的人都说过，掌握Verilog HDL 的基础语法就能够编写将近90%的逻辑，尽管事实确实如此。但是全面一些我觉得会更好。因为设计的正确性和最优性是两个不同的概念。掌握基本的语法足够让你做到正确性，但是要想做到最优设计，必须要对语法有比较全面、透彻的认识。

Verilog HDL 编程风格和编程规范程度都很重要。规范的编程不仅是有助于自己排错查错，也利于别人理解。尽量在初学阶段就逐渐形成自己规范的编程风格。

本文主要介绍一种规范的编程方式，供借鉴。

一、文件声明

每个文件的开始，最好有说明该文件的文字段。主要包括：

1、公司、版权

2、文件名

3、作者

4、日期

5、版本号

6、概述（此部分包括模块的功能描述、注意事项、关键点等）

如果后期对该模块进行版本修改、升级、维护等，在原本的声明文字后再添加对应版本修改信息。方便后期整理维护。

文件声明具体格式参考：

//----------------文件的相关说明-------------------//// 公司版权：// 文件名称：
// 功能说明：// 作    者：
// 设计日期：
// 版    本：// 相关参考：//----------------- 版 本 修 改--------------------//// 改后版本：
// 修改日期：
// 修改作者：// 修改原因：

二、命名

1、模块（module）命名

一个 Verilog 文件只能包含一个 module ，module 的名称统一小写或者大写。尽量不要大小写混着用。因为大小写切换麻烦。这只是命名，不是设置密码，模块（module）的名称要能够有一定的功能、参数代表性。要做到见名识义。

2、parameter 命名

参数 parameter 的命名统一大写。本地参数 localparam 也统一用大写命名。建议用 parameter 、localparam 参数类型命名一些诸如数据位宽、版本号、状态值等有意义的常数，方便程序改版升级。

3、信号命名

输入信号、输出信号、内部信号等的命名同一大写或者小写，不要混合使用（除了复位信号）。信号名称最好能见名识义。最好在信号名称最前面添加信号性质或者类型标识，方便使用。信号名称不应过长（尽量小于20个字符）。信号名称缩写要有一定的通用性，不能过于生僻。

命名举例：

input                                    I_SYS_CLK,    //系统时钟
input                                   I_ARst_n,     //异步复位信号 低电平有效
input                                   I_Rst_n,      //同步复位信号 低电平有效
input                                   I_ARst,       //异步复位信号 高电平有效
input               [15:0]              I_FFT_DATA_RE,//FFT计算输入数据实部
input               [15:0]              I_FFT_DATA_IM,//FFT计算输入数据虚部output               [15:0]              O_FFT_RES_RE,//FFT计算结果实部
output              [15:0]              O_FFT_RES_IM,//FFT计算结果虚部
output                                  O_VALID,     //输出有效信号wire                                   W_READ_FLAG;//读标志信号
wire                [11:0]              W_FIR_RES;  //FIR滤波器输出结果reg                                     R_1_VALID;  //valid 信号打一拍
reg                                     R_2_VALID;  //valid 信号打二拍
reg                 [15:0]              R_COUNTER;  //计数器

三、注释

用 // 注释单独的一行，用 /* */ 注释多行。注释的内容不要冗长。

四、模块

模块的例化名要做到统一，且有规律可循。IP 核的例化也是一样。

一条语句占一行。

模块的接口信号按照输入（input）、双端口（inout）、输出（output）的顺序定义。

多bit信号定义按照【width-1：0】的方式定义。

不能用向量方式定义一组时钟信号。如 input [2:0] CLK

module内不能存在无驱动源的多余信号，也不能存在无驱动的输出信号。

顶层模块中，除了例化模块和它们之间彼此的连线，避免出现其他的逻辑。

子模块的输出建议用寄存器输出。

子模块内避免双向端口（inout），最好在顶层模块处理双向总线。

子模块内禁止用三态逻辑（除非子模块的三态逻辑输出直接供顶层模块使用），顶层模块可以用三态逻辑。

模块内避免存在未连接的端口。

为逻辑升级等准备的端口、信号，现阶段先注释掉。

五、wire、reg

禁止锁存器和触发器在不同的always块中被赋值，形成多重驱动。

always 语句实现时序逻辑用非阻塞赋值语句，实现组合逻辑用阻塞赋值语句。同一种信号的赋值不能既是阻塞赋值又是非阻塞赋值。

所定义的wire 、 reg 类型的信号不能未使用。

建议不要使用 integer 类型的寄存器。

寄存器类型（reg）的信号要初始化。

除了移位寄存器，一个always语句块中只对一个信号赋值、运算。

六、表达式

表达式内多用小括号（）表示运算优先级。

设计中用到的逻辑电平值用基数表示。如：1’b0、8‘b0101_1111、16’hA89B

进行端口声明、信号赋值、变量比较时，一定注意位宽匹配。

七、条件语句

if 、 else if 语句要有 else 语句与之相对应。

case 语句要有default。

if 语句的条件表达式不能是常数。

不建议5级以上的 if-else 嵌套。

条件表达式必须为 1 bit 。如：

// 异步复位信号 低电平有效
if (I_ARst_n == 1'b0) // 不建议的写法：
if (I_ARst_n == 0)
if (!I_ARst_n)

八、可综合性

避免使用 include 语句；

应采用复位方式初始化，仿真时可用 initial 语句初始化；

不要使用 specify 模块；

不要使用 === 、！== 等不可综合的操作符；

除仿真外不要使用 fork-join 语句、while 语句、repeat 语句、forever 语句、force 语句、release语句、named events 语句、系统任务（$）；

不能在连续赋值语句中引入驱动强度和延时；

禁止用 trireg 型线网；

禁止用tri1、tri0、triand、trior、型连接；

禁止位驱动型（supply0、supply1）线网赋值；

禁止在RTL代码中实例化门级单元，如：CMOS/RCMOS/NMOS/PMOS/RNMOS/RPMOS

/trans/rtrans/tranif0/tranif1

九、可重用性

进口信号尽量少，接口时序尽量简单；

将状态机电路与其他电路分开，异步电路与同步电路分开，便于后续的综合、约束；

顶层模块中将 I/O 端口、边界测试电路、逻辑设计相区分；

十、同步设计

同一个模块内，时序电路应在时钟的同一个边沿动作。如果有的部分需要用到上升沿而有的部分需要用到下降沿，那么就要用两个模块来设计。

顶层模块中，时钟信号必须可见，不要再模块内部生成时钟信号。要用PLL/MMCM等生成。

避免使用门控时钟、门控复位。

对于同步复位电路，建议在同一时钟域使用单一的全局同步复位电路；对于异步复位电路，建议使用单一全局异步复位电路。

不要在时钟、复位路径上添加任何 buffer。

避免使用latch(锁存器)。

寄存器的异步复位和置位不能同时有效。

避免使用组合反馈逻辑。

复杂电路将组合逻辑和时序逻辑分成独立的 always 块描述。

十一、循环语句

不建议使用循环语句，必要时可用 for 语句。

十二、约束

对全部的时钟频率、占空比进行约束。

对全局时钟的 skew 进行约束。

根据输入输出信号特性进行上下拉约束。

综合设置，建议将 fanout 设置为30。

布局布线报告中 IOB、LUTs、RAM等资源利用率低于80%。

十三、PLL、DCM

使用FPGA内部PLL/DCM资源时，应保证输入时钟抖动小于300ps，以防止失锁。

输入时钟出现瞬断，必须复位PLL/DCM。

十四、关于对齐

代码对齐用空格，尽量不用 Tab 。

参考声明

【1】Verilog 红宝书编程规范。

【2】Verilog 编程规范。

欢迎提出宝贵意见~

文末推荐

掌握了基本的Verilog语法，不去实战练习的话很难有大的突破。牛客网可以为大家提供一个免费的刷题练习的平台。非常推荐大家使用。

链接如下：牛客网-Verilog专项https://www.nowcoder.com/link/pc_csdncpt_zls_verilog这个里面有很多代码题目练习，对于新手来说可以快速掌握Verilog编程的基本语法，对于老手来说也可以巩固自己的编程能力。不用付费免费试用哦。基本是每个即将找工作的人必备的刷题网站。快行动起来吧！

Verilog HDL 编程规范相关推荐

FPGA 40 专题 verilog语法编程规范
FPGA 40 专题 verilog语法编程规范在这里主要是给自己写一个备忘录,加强个人记忆. 详细可以参考地址1:https://www.runoob.com/w3cnote/verilog2-c ...
Verilog HDL 使用规范（一）
本博文参考:<大规模逻辑设计指导书>,对于写出规范的代码,培养良好的代码风格颇有裨益. wire and register 一个reg变量只能在一个always语句中赋值: 这个说明至关重 ...
【 Verilog HDL 】正确的变量访问思路
以前对这个话题也写了至少两次了,很多人在编写HDL程序时候,也时常遇到这个问题,那就是多驱动问题,今天终于看到了规范的说法了. Modelsim下进行功能仿真没问题,可是在ISE综合报错,如何解决? ...
【 Verilog HDL 】函数（function）与任务（task）简单介绍
背景关于函数和任务,是我这几天一直想写的内容,原因在于我上篇博文:Verilog HDL 使用规范(一),最后提到的问题,关于代码书写的规范中,要求:用一个函数(function)来代替表达式的多次 ...
【Verilog HDL】设计硬件电路时，如何避免生成锁存器？
这个问题很简单,前面的很多博文也多多少少提到了这个问题,(如:Verilog HDL 使用规范(一)),今天就系统地理一遍. Verilog HDL设计中容易犯的一个通病就是不正确使用语言,生成了并不 ...
实现FPGA Verilog HDL与NIOS II的通信数据交换——利用AVALON总线
平时用FPGA基本都是全程用Verilog HDL编程,当遇到液晶的时候,发现Verilog的还不如C语言来的方便,但是用NIOS来编写的时候,实现NIOS与Verilog的通信又是一个问题,今天用了 ...
Verilog编程规范——reset
Verilog编程规范--reset 有样学样,本篇内容从Verilog编程规范中的复位信号,讲到FPGA中复位的场景. 内容实质来自<通信IC设计>一书,仅作整合用于学习. Verilo ...
Quartus II使用说明（Verilog HDL二选一数据选择器）
<可编程数字逻辑电路设计>课程中Quartus II软件的使用说明 VHDL和Verilog HDL不一样. 1.新建文件夹,里面包含5个子文件夹(doc/img/prj/rtl/test ...
【正点原子FPGA连载】第七章 Verilog HDL语法摘自【正点原子】DFZU2EG/4EV MPSoC 之FPGA开发指南V1.0
1)实验平台:正点原子MPSoC开发板 2)平台购买地址:https://detail.tmall.com/item.htm?id=692450874670 3)全套实验源码+手册+视频下载地址: h ...

Verilog HDL 编程规范

前言

一、文件声明

二、命名

三、注释

四、模块

五、wire、reg

六、表达式

七、条件语句

八、可综合性

九、可重用性

十、同步设计

十一、循环语句

十二、约束

十三、PLL、DCM

十四、关于对齐

参考声明

文末推荐

Verilog HDL 编程规范相关推荐

最新文章

热门文章