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description: 本文阐述了 HDL 语言/设计方法的基本概念。主要介绍了数字系统建模方法的演变,引入了 HDL 语言的基本概念,对 Verilog HDL 和 VHDL、Verilog HDL 和 C 的联系与区别进行了说明,在最后引入了 HDL 的设计和验证流程,并对各个流程进行了简单介绍。
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# 1. 设计方法的变迁<a id="01"></a>
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# 1. 设计方法的变迁<a id="toc.1"></a>
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随着微电子设计技术与工艺的发展,数字集成电路从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated Circuit, VLSIC)逐步发展到今天的专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC),愈发数字化的产品如计算机、手机、数字电视等都运用了复杂的专用数字集成电路。数字逻辑器件从简单的逻辑门到复杂的 SoC,种类繁多,提供了对复杂系统的灵活支撑。
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@@ -51,9 +51,9 @@ description: 本文阐述了 HDL 语言/设计方法的基本概念。主要介
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目前最成熟的综合工具是 RTL 级综合工具,它能将 RTL 级描述翻译并优化为门级网表。综合工具的产生支撑了直接从 RTL 级描述硬件电路,这种从门级描述抽象到 RTL 级描述数字电路是设计方法的又一次伟大飞跃。
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从上面描述可以看到 HDL 语言是分层次的,关于上述 HDL 语言设计层次的含义在本文的[“HDL 的设计与验证流程”](#03)小节和 [《Part 3——描述方式和设计层次》的“设计层次”][]小节有详细论述。)
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从上面描述可以看到 HDL 语言是分层次的,关于上述 HDL 语言设计层次的含义在本文的 [3. HDL 的设计与验证流程](#toc.3)小节和 [Part 3——描述方式和设计层次的 5. 设计层次][]小节有详细论述。
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# 2. Verilog 语言的特点<a id="02"></a>
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# 2. Verilog 语言的特点<a id="toc.2"></a>
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## 2.1. Verilog 的由来
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@@ -107,7 +107,7 @@ Verilog 语言是根据 C 语言发明而来的,因此 Verilog 具备了 C 语
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Verilog 毕竟是硬件描述语言,在抽象层次上比 C 语言要差一些,语法不如 C 灵活,例如文件输入和输出方面,Verilog 的功能显然不如 C。为了克服 Verilog 高级抽象的缺陷,Verilog 的设计者们发明了 PLI。PLI 可以在仿真器中将 C 语言的程序和 Verilog 的程序互相通信,或者在 Verilog 中调用 C 语言的函数库,这样就大大扩展了 Verilog 语言的灵活性和高层次抽象的能力。开发时,一方面,硬件设计者使用 Verilog 进行硬件建模;另一方面,验证工程师却常常使用 C 来编写测试向量,然后通过 Verilog 的 PLI 将 Verilog 和 C 联系起来。这样,C 语言就很好地弥补了 Verilog 高层次建模的缺陷。
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# 3. HDL 的设计与验证流程<a id="03"></a>
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# 3. HDL 的设计与验证流程<a id="toc.3"></a>
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HDL 的基本功能就是有效地描述并仿真硬件系统。在此部分,抛开具体的 PLD 或 ASIC 设计流程,从 HDL 语言层次入手,分析典型的 HDL 设计与验证流程。基于 HDL 的设计、仿真流程如[图 1-1](#fig.1-1) 所示。图中,虚线框表示的步骤可以根据项目的复杂度省略,而实线框表示的步骤为必须执行的步骤。
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@@ -157,6 +157,6 @@ RTL 级综合指 **{% label prime@将 RTL 级 HDL 语言翻译成由与、或、
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EDA 先锋工作室. *轻松成为设计高手——Verilog HDL 实用精解.* 北京航空航天大学出版社, 2012.
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[《Part 3——描述方式和设计层次》的“设计层次”]: https://josh-gao.top/posts/fd117896.html#%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E5%B1%82%E6%AC%A1
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[Part 3——描述方式和设计层次的 5. 设计层次]: https://josh-gao.top/posts/fd117896.html#toc.5
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[^1]: 最新的 Verilog HDL标准为 IEEE 1364-2005。
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