拨开云雾-Verilog是个大杂烩（中性）

https://mp.weixin.qq.com/s/HKxX_79DtnXmFU1Mwt1GwA

 

一. 有意为之

 

Verilog是个大杂烩，这是有意而为之。

 

Verilog IEEE Std(1364-2005)的摘要中写道：

 

​​

 

提取一下：

Verilog HDL的意在：for use in all phases of the creation of electronic systems.

Verilog HDL既是人读的，又是机读的。

Verilog HDL支持：

1. the development,

1. verification,

1. synthesis,

1. and testing of hardware designs;

1. the communication of hardware design data;

1. and the maintenance, modification, and procurement of hardware.

 

顺带对文档的使用者也提出了要求：

1. the implementors of tools supporting the language;

1. advanced users of the language.

意思是如果你不是资深玩家就别看这规范了，先修炼基本功。

 

二. 可综合

 

Verilog HDL志向远大，支持硬件设计的全流程。所以Verilog为每一个阶段都提供了一个功能子集。虽然都基于Verilog基本语法，但是用途却不尽相同。

 

比如developing of hardware design亦即hardware modeling的子集与verification的子集不同。hardware modeling的代码写出来是要综合成物理硬件的，而verification的代码只是用来做验证，并不需要硬件对应。所以验证的子集相较建模的子集就更加灵活，只需要EDA支持即可。

 

这也是可综合的意思。

换句话说，如果使用Verilog HDL hardware modeling的子集进行建模，则不需要太多考虑可综合问题(非绝对)。

 

实际使用中可能还是要考虑，因为EDA支持的建模子集是Verilog的建模子集的子集。

 

三. 建模的抽象层次

 

Verilog对建模的支持在两个大的抽象层次：门开关层（GSL）和寄存器传输层（RTL）。

 

还有数据流、结构建模和行为建模的区分。

 

​​

 

四. GSL

 

​​

 

门和开关层（GSL）是最低层次亦即最接近硬件层次的抽象层次。这一层使用四值逻辑，也可以对信号强度和delay进行建模。

 

严格意义上讲，GSL建模能使用的数据类型只有wire，一根线或者一排线。能使用的节点是各种switches和gates。

​​

 

 

五. RTL

 

因为线只能传输，而不能暂存，所以只能实现比较简单的功能。没有历史记忆则只能重复历史逻辑，不停重复历史逻辑则无法顺利完成功能，至少是及其低效的。

 

寄存器提供了暂存的功能，也为更复杂功能建模提供了可能。RTL：Register Transfer Level，基于寄存器进行值传递的抽象层次和建模层次。

 

严格意义上讲，RTL建模无需使用wire，全部使用reg类型即可。reg类型可以理解为一个可以暂存值的抽象的Data Type. 如果不需要存值，则综合时直接使用wire直接连通即可。

 

不过，实际使用中，为了准确，多wire和reg混用，毕竟这也是建模时为数不多的工具之一，也提升建模人员的控制力。

 

这一层可以使用很多操作符（operator）：

​​

 

支持行为建模和使用结构化的形式组织模型的各个部分：

​​

 

PS. Loop statements不是用来建模的。

 

六. 更高层次

 

更高层次的建模，如事务层、算法层、系统层，Verilog没有提供支持。

 

七. 总结

 

这里主要体现的是把Verilog划分成不同的子集的想法。

Verilog HDL支持其他阶段hardware design的子集，我暂时不掌握，见谅。

 

Verilog作为Language的各个子集的划分，需要advanced user才能掌握。这是一个缺点。

而基于现有语言的建模库（Library）则不存在这个问题，因为不同的阶段使用不同的库，分的比较清楚。