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Verilog基础（一）：基础元素

article 2026/5/7 7:26:23

verilog基础

我先说，看了肯定会忘，但是重要的是这个过程，我们知道了概念，知道了以后在哪里查询。语法都是术，通用的概念是术。所以如果你有相关的软件编程经验，那么其实开启这个学习之旅，你会感受到熟悉，也会感受到别致。

入门

- 如何开始

欢迎来到二进制的世界，数字逻辑的入门一开始可能有难度，因为你需要学习新的概念，新的硬件描述语言(HDL – Hardware Description Language)例如 verilog，几个新的仿真软件和一块FPGA的板子.但是这能帮你更加深刻的理解计算机的运作原理.

设计电路需要如下几个步骤：

编写HDL(verilog)代码
编译代码生成电路
模拟电路并修复错误

下面，我们来个简单的例子，请把one的输出设为1：

Module Declaration

module top_module(output one);

Solution

module top_module( output one );assign one = 1;endmodule

- 输出0

建立一个没有输入，输出为常数0的电路.

本系列题使用verilog-2001 ANSI-style 的端口声明语法，因为它更容易阅读并减少了拼写错误.如果愿意，可以使用旧的verilog-1995语法.例如，下面的两个模块声明是可接受的和等效的：

module top_moduel(zero);output zero;//verilog-1995
endmodulemodule top_module(output zero);
//verilog-2001
endmodule

Module Declaration

module top_module(output zero
);

Solution

module top_module(output zero
);// Module body starts after semicolonassign zero=0;
endmodule

Verilog 语言

基础元素

- wire类型

创建一个具有一个输入和一个输出的模块，其行为想一条"线"(Wire)。

与物理线不同但十分相似，Verilog中的线(和其他信号)是定向的。

这意味着信息只在一个方向上流动，从(通常是一个)源流向汇点(该源通常也被称为驱动程序，将值驱动到wire上)。

在verilog"连续赋值"(assign left_side=right_side;)中，右侧的信号值被驱动到左侧的"线"上。

请注意：赋值是"连续的"(Continuous Assignments)，因为如果右侧的值发生更改，分配也会一直持续，因此左侧的值将随之改变。(这里与其他语言有很大区别)。连续分配不是一次性事件，其产生的变化是永久的。

想要真正理解为啥会这样，你首先要明白，你并不是在编写程序，你其实是在用代码"画"电路!
因此输入端的电平高低的变化必然会影响到wire的另一端，你可以想像真的有一根电线连接两个变量。

模块(module)上的端口(port)也有一个方向(通常是输入 – input或输出 – output)。

输入端口由来自模块外部的东西驱动，而输出端口驱动外部的东西。从模块内部查看时，输入端口是驱动程序或源，而输出端口是接收器。

下图说明了电路的每个部分如何对应Verilog代码的每个部分。

模块和端口声明创建电路的黑色部分。
您的任务是通过添加一个assign语句来创建一条线(绿色)。
盒子外的部件不是您的问题，但您应该知道，通过将测试激励连接到top_module上的端口来测试电路。

除了连续赋值之外，Verilog还有另外三种用于程序块(Procedural block)的赋值类型，其中两种是可综合的。在开始使用Procedural block之前，我们不会使用它们.

Module Declaraction

module top_module( input in， output out );

Solution

module top_module( input in， output out );assign out = in;
endmodule

这里的 Module Declaraction 和 Solution就像是对应C里面的声明和定义实现

- Four wires

创建一个具有3个输入和4个输出的模块，这些输入和输出的行为如下：

A ->W
B -> X
B -> Y
C -> Z

下图说明了电路的每个部分如何对应Verilog代码的每个部分.模块外部有三个输入端口和四个输出端口.

当您有多个assign语句时，它们在代码中的出现顺序并不重要.与编程语言不同，assign语句(“连续赋值”)描述事物之间的连接，而不是将值从一个事物复制到另一个事物的操作.

可能现在应该澄清的一个潜在的困惑来源是：这里的绿色箭头表示电线之间的连接，但不是wire本身.

模块本身已经声明了7条线(名为A、B、C、W、X、Y和Z).这是因为input与output被声明为了wire类型.因此，assign语句不会创建wire，而是描述了在已存在的7条线之间创建的连接.

Module Declaraction

module top_module(input a，b，c;output w，x，y，z
);

Solution

module top_module( input a，b，c，output w，x，y，z );assign w=a;assign x=b;assign y=b;assign z=c;
endmodule

- 反转器 (Inveter)

创建实现非门的模块.

这个电路和电线相似，但有点不同.当把电线从进线连接到出线时，我们要实现一个反相器(非门)，而不是一根