VHDL精密,Verilog简洁,但要写好任一种都要遵守这25条代码编写通则

面包板社区 2021-08-11 20:00



当前最流行的硬件设计语言有两种,即 VHDL 与 Verilog HDL,两者各有优劣,也各有相当多的拥护者。VHDL 语言由美国军方所推出,最早通过国际电机工程师学会(IEEE)的标准,在北美及欧洲应用非常普遍。而 Verilog HDL 语言则由 Gateway 公司提出,这家公司辗转被Cadence所购并,并得到Synopsys的支持。在得到这两大 EDA 公司的支持后,也随后通过了 IEEE 标准,在美国、日本及中国台湾地区使用非常普遍。




我们把这两种语言具体比较下:

1.整体结构 



点评:


两者结构基本相似,并行语句的种类也类似;

VHDL语言需要进行大量说明,程序通常比较长;

Verilog HDL通常不进行说明,或只进行非常简短的说明,程序比较简短。


2.数据对象及类型


VHDL   

常量  信号   变量   9种预定义类型   各类用户定义类型

可描述各类不同的量   

必须进行类型说明

运算时必须考虑类型的一致性和适用性


Verilog HDL   

常量:数量,参量

变量:网络型   寄存器型

类型种类少

运算时所受的约束少



3.运算符号

运算主要分为3类  :算术运算  逻辑运算  关系运算  

 

算术运算    

VHDL中有10种 但很多都不能进行综合,只能用于行为描述


Verilog HDL中只有能够综合的5种

 

逻辑运算   

VHDL中 有常用的6种,均用字符形式表达

           

Verilog HDL中有3类共14种,


分为一般逻辑运算,位逻辑运算,缩减逻辑运算

 

关系运算   

VHDL中有6种

           

Verilog HDL中有2类共8种,对比增加了全等和不全等(用于对不定态比较)。


除了以上3类运算外,VHDL中还有连接运算,Verilog HDL中还有连接运算、移位运算和条件运算。

点评:

VHDL的运算划分比较抽象,适应面较广     

Verilog HDL的运算划分比较具体,对逻辑代数反映更细致一些。


4.语句

两种语言的语句都分为并行语句和顺序语句,并行语句在主程序中使用,顺序语句只能在子结构中使用;


并行语句都分为3种形式:



5.子结构

function                         function   'define

procedure                      task


6.附加结构

library

package                         'include

 

7.典型程序对比:

8位4选1MUX



8位加法器


8位二进制加法计数器


序列信号发生器:kser

  

预先设计模块:8选1MUX:MUX8  控制输入a[2..0] 数据输入d[7..0] 数据输出y

3位2进制加法计数器:COUNTER3  时钟输入 clk  状态输出q[2..0]

设计要求:按照时钟节拍,由y端口循环顺序输出“11110101”序列信号 








初学者往往头疼于选哪种入门合适。其实,随便选一种即可。最关键的是要养成良好的代码编写风格,在满足功能和性能目标的前提下,增强代码的可读性、可移植性。


良好代码编写风格的通则概括如下:

(1) 对所有的信号名、变量名和端口名都用小写,这样做是为了和业界的习惯保持一致;对常量名和用户定义的类型用大写; 


(2) 使用有意义的信号名、端口名、函数名和参数名; 


(3) 信号名长度不要太长; 


(4) 对于时钟信号使用clk 作为信号名,如果设计中存在多个时钟,使用clk 作为时钟信号的前缀; 


(5) 对来自同一驱动源的信号在不同的子模块中采用相同的名字,这要求在芯片总体设计时就定义好顶层子模块间连线的名字,端口和连接端口的信号尽可能采用相同的名字; 


(6) 对于低电平有效的信号,应该以一个下划线跟一个小写字母b 或n 表示。注意在同一个设计中要使用同一个小写字母表示低电平有效; 

 

(7) 对于复位信号使用rst 作为信号名,如果复位信号是低电平有效,建议使用rst_n; 


(8) 当描述多比特总线时,使用一致的定义顺序,对于verilog 建议采用bus_signal[x:0]的表示; 


(9) 尽量遵循业界已经习惯的一些约定。如*_r 表示寄存器输出,*_a 表示异步信号,*_pn 表示多周期路径第n 个周期使用的信号,*_nxt 表示锁存前的信号,*_z 表示三态信号等; 

 

(10)在源文件、批处理文件的开始应该包含一个文件头、文件头一般包含的内容如下例所示:文件名,作者,模块的实现功能概述和关键特性描述,文件创建和修改的记录,包括修改时间,修改的内容等; 


(11)使用适当的注释来解释所有的always 进程、函数、端口定义、信号含义、变量含义或信号组、变量组的意义等。注释应该放在它所注释的代码附近,要求简明扼要,只要足够说明设计意图即可,避免过于复杂; 


(12)每一行语句独立成行。尽管VHDL 和Verilog 都允许一行可以写多个语句,当时每个语句独立成行可以增加可读性和可维护性。同时保持每行小于或等于72 个字符,这样做都是为了提高代码得可读性; 


(13)建议采用缩进提高续行和嵌套语句得可读性。缩进一般采用两个空格,如西安交通大学SOC 设计中心2 如果空格太多则在深层嵌套时限制行长。同时缩进避免使用TAB 键,这样可以避免不同机器TAB 键得设置不同限制代码得可移植能力; 


(14)在RTL 源码的设计中任何元素包括端口、信号、变量、函数、任务、模块等的命名都不能取Verilog 和VHDL 语言的关键字; 


(15)在进行模块的端口申明时,每行只申明一个端口,并建议采用以下顺序: 


输入信号的clk、rst、enables other control signals、data and address signals。然后再申明输出信号的clk、rst、enalbes other control signals、data signals; 


(16)在例化模块时,使用名字相关的显式映射而不要采用位置相关的映射,这样可以提高代码的可读性和方便debug 连线错误; 


(17)如果同一段代码需要重复多次,尽可能使用函数,如果有可能,可以将函数通用化,以使得它可以复用。注意,内部函数的定义一般要添加注释,这样可以提高代码的可读性; 


(18)尽可能使用循环语句和寄存器组来提高源代码的可读性,这样可以有效地减少代码行数; 


(19)对一些重要的always 语句块定义一个有意义的标号,这样有助于调试。注意标号名不要与信号名、变量名重复; 


(20)代码编写时的数据类型只使用IEEE 定义的标准类型,在VHDL 语言中,设计者可以定义新的类型和子类型,但是所有这些都必须基于IEEE 的标准; 


(21)在设计中不要直接使用数字,作为例外,可以使用0 和1。建议采用参数定义代替直接的数字。同时,在定义常量时,如果一个常量依赖于另一个常量,建议在定义该常量时用表达式表示出这种关系; 


(22)不要在源代码中使用嵌入式的dc_shell 综合命令。这是因为其他的综合工具并不认得这些隐含命令,从而导致错误的或较差的综合结果。即使使用Design Compiler,当综合策略改变时,嵌入式的综合命令也不如放到批处理综合文件中易于维护。这个规则有一个例外的综合命令,即编译开关的打开和关闭可以嵌入到代码中; 


(23)在设计中避免实例化具体的门级电路。门级电路可读性差,且难于理解和维护,如果使用特定工艺的门电路,设计将变得不可移植。如果必须实例化门电路,我们建议采用独立于工艺库的门电路,如SYNOPSYS 公司提供的GTECH 库包含了高质量的常用的门级电路; 


(24)避免冗长的逻辑和子表达式; 

 

(25)避免采用内部三态电路,建议用多路选择电路代替内部三态电路。


免费福利价值4000元一块的开发板


更多精彩干货,点击下方关注查看


关注『面包板社区』,后台回复"关键词"领取300 G学习资料包如:电源、电机、嵌入式、信号系统、模电、华为、电子学、电路、c语言...)



#推荐阅读#

  • PCB上三防漆规范和注意事项

  • 【完全吃透】征服傅里叶变换

  • PCB发生甩铜的几个主要原因

  • 弃卒保帅:反思华为服务器的出售事件

  • 拆开步进电机来仔细讲一讲

  • 一分钟看懂电容器

  • 上拉电阻和下拉电阻的选型和计算


点击阅读原文,下载《Verilog的135个经典设计实例》

面包板社区 面包板社区——中国第一电子人社交平台 面包板社区是Aspencore旗下媒体,整合了电子工程专辑、电子技术设计、国际电子商情丰富资源。社区包括论坛、博客、问答,拥有超过250万注册用户,加入面包板社区,从菜鸟变大神,打造您的电子人脉社交圈!
评论 (0)
  • 在电子电路设计和调试中,晶振为电路提供稳定的时钟信号。我们可能会遇到晶振有电压,但不起振,从而导致整个电路无法正常工作的情况。今天凯擎小妹聊一下可能的原因和解决方案。1. 误区解析在硬件调试中,许多工程师在测量晶振时发现两端都有电压,例如1.6V,但没有明显的压差,第一反应可能是怀疑短路。晶振电路本质上是一个交流振荡电路。当晶振未起振时,两端会静止在一个中间电位,通常接近电源电压的一半。万用表测得的是稳定的直流电压,因此没有压差。这种情况一般是:晶振没起振,并不是短路。2. 如何判断真
    koan-xtal 2025-04-28 05:09 109浏览
  • 2025年全球人形机器人产业迎来爆发式增长,政策与资本双重推力下,谷歌旗下波士顿动力、比亚迪等跨国企业与本土龙头争相入局,产业基金与风险投资持续加码。仅2025年上半年,中国机器人领域就完成42笔战略融资,累计金额突破45亿元,沪深两市机器人指数年内涨幅达68%,印证了资本市场对智能终端革命的强烈预期。值得关注的是,国家发展改革委联合工信部发布《人形机器人创新发展行动计划》,明确将仿生感知系统、AI决策中枢等十大核心技术纳入"十四五"国家重大专项,并设立500亿元产业引导基金。技术突破方面,本土
    电子资讯报 2025-04-27 17:08 220浏览
  • 探针台作为高精度测试设备,在光电行业的关键器件研发、性能测试及量产质量控制中发挥核心作用,主要涵盖以下应用场景与技术特性:一、光电元件性能测试1.‌光电器件基础参数测量‌l 用于LED、光电探测器、激光器等元件的电流-电压(I-V)特性、光功率、响应速度等参数测试,支撑光通信、显示技术的器件选型与性能优化。l 支持高频信号测试(如40GHz以上射频参数),满足高速光调制器、光子集成电路(PIC)的带宽与信号完整性验证需求。2.‌光响应特性分析‌l 通过电光转换效率测
    锦正茂科技 2025-04-27 13:19 115浏览
  •   无人机部件仿真与模型验证平台系统解析   北京华盛恒辉无人机部件仿真与模型验证平台系统是无人机研发的核心工具,通过多元功能、创新架构和广泛应用,推动无人机技术发展。以下从核心功能、技术架构、应用场景、优势及发展趋势展开解析。   应用案例   目前,已有多个无人机部件仿真与模型验证平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机部件仿真与模型验证平台。这些成功案例为无人机部件仿真与模型验证平台的推广和应用提供了有力支持。   一、核心功能   三维建模与可视化
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-26 16:39 242浏览
  •  集成电路封装测试是确保芯片性能与可靠性的核心环节,主要包括‌晶圆级测试(CP测试)‌和‌封装后测试(FT测试)‌两大阶段,流程如下:一、晶圆级测试(CP测试)1.‌测试目的‌:在晶圆切割前筛选出功能缺陷或性能不达标的晶粒(Die),避免后续封装环节的资源浪费,显著降低制造成本。2.‌核心设备与操作‌l ‌探针台(Prober)‌:通过高精度移动平台将探针与晶粒的Pad jing准接触,实现电气连接。l ‌ATE测试机‌:提供测试电源、信号输入及功能向量,接收晶粒反
    锦正茂科技 2025-04-27 13:37 168浏览
  • 探针台作为半导体制造与测试的核心设备,通过精密定位与多环境适配能力,支撑芯片研发、生产及验证全流程。以下是其关键应用领域与技术特性:一、核心功能支撑1.‌电性能测试与分析‌l 在晶圆切割前,探针台直接接触芯片电极,测量阈值电压、漏电流、跨导等200余项参数,用于评估良品率及优化工艺设计。l 支持单晶体管I-V曲线测量,定位栅极氧化层厚度偏差(精度达0.2nm),为器件性能分析提供数据基础。2.‌纳米级定位与测量‌l 定位精度达±0.1μm,满足5nm及以下制程芯片的
    锦正茂科技 2025-04-27 13:09 144浏览
  • 速卖通,作为阿里巴巴集团旗下的跨境电商平台,于2010年横空出世,彼时正值全球电商市场蓬勃发展,互联网的普及让跨境购物的需求日益增长,速卖通顺势而为,迅速吸引了全球目光。它以“让天下没有难做的生意”为使命,致力于打破国界限制,搭建起中国商家与全球消费者之间的桥梁。在其发展的黄金时期,速卖通取得的成绩令人瞩目。在欧洲市场,速卖通一度成为第一大电商平台。根据第三方机构《欧洲跨境商务》的评选,速卖通凭借出色的服务和消费者口碑,在“欧洲十大跨境电商平台”中脱颖而出,力压来自美国的亚马逊和eBay等电商巨
    用户1742991715177 2025-04-26 20:23 162浏览
  • 晶振在使用过程中可能会受到污染,导致性能下降。可是污染物是怎么进入晶振内部的?如何检测晶振内部污染物?我可不可以使用超声波清洗?今天KOAN凯擎小妹将逐一解答。1. 污染物来源a. 制造过程:生产环境不洁净或封装密封不严,可能导致灰尘和杂质进入晶振。b. 使用环境:高湿度、温度变化、化学物质和机械应力可能导致污染物渗入。c. 储存不当:不良的储存环境和不合适的包装材料可能引发化学物质迁移。建议储存湿度维持相对湿度在30%至75%的范围内,有助于避免湿度对晶振的不利影响。避免雨淋或阳光直射。d.
    koan-xtal 2025-04-28 06:11 89浏览
  •     今天,纯电动汽车大跃进牵引着对汽车电气低压的需求,新需求是48V。车要更轻,料要堆满。车身电子系统(电子座舱)从分布改成集中(域控),电气上就是要把“比12V系统更多的能量,送到比12V系统数量更少的ECU去”,所以,电源必须提高电压,缩小线径。另一方面,用比传统12V,24V更高的电压,有利于让电感类元件(螺线管,电机)用更细的铜线,缩小体积去替代传统机械,扩大整车电气化的边界。在电缆、认证行业60V标准之下,48V是一个合理的电压。有关汽车电气低压,另见协议标准第
    电子知识打边炉 2025-04-27 16:24 165浏览
  •   北京华盛恒辉电磁环境适应性测试系统是针对复杂电磁环境进行仿真、测试与评估的关键设备,以下从系统功能、技术架构、应用场景、核心优势、发展趋势五个维度展开全面解析:   应用案例   目前,已有多个电磁环境适应性测试系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁环境适应性测试系统。这些成功案例为电磁环境适应性测试系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统功能   复杂电磁环境构建   全生命周期测试能力   实时监测与反馈   二、技术架构   模块化设
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-26 17:21 195浏览
  • 一、智能家居的痛点与创新机遇随着城市化进程加速,现代家庭正面临两大核心挑战:情感陪伴缺失:超60%的双职工家庭存在“亲子陪伴真空期”,儿童独自居家场景增加;操作复杂度攀升:智能设备功能迭代导致用户学习成本陡增,超40%用户因操作困难放弃高阶功能。而WTR096-16S录音语音芯片方案,通过“语音交互+智能录音”双核驱动,不仅解决设备易用性问题,更构建起家庭成员间的全天候情感纽带。二、WTR096-16S方案的核心技术突破1. 高保真语音交互系统动态情绪语音库:支持8种语气模板(温柔提醒/紧急告警
    广州唯创电子 2025-04-28 09:24 108浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦