可綜合風格的Verilog HDL模塊實例:
1. 組合邏輯電路設計實例
[例1] 八位帶進位端的加法器的設計實例(利用簡單的算法描述)
module adder_8(cout,sum,a,b,cin);
output cout;
output [7:0] sum;
input cin;
input[7:0] a,b;
assign {cout,sum}=a+b+cin;//位拼接
endmodule
[例2]指令譯碼電路的設計實例
(利用電平敏感的always塊來設計組合邏輯)
//操作碼的宏定義
`define plus 3'd0
`define minus 3'd1
`define band 3'd2
`define bor 3'd3
`define unegate 3'd4
module alu(out,opcode,a,b);
output [7:0] out;
input [2:0] opcode;
input [7:0] a,b;
reg [7:0] out;
always @(opcode or a or b)
//用電平敏感的always塊描述組合邏輯
begin
case(opcode)
//算術運算
`plus: out=a+b;
`minus: out=a-b;
//位運算
`band: out=a&b;
`bor: out=a|b;
//單目運算
`unegate: out=~a;
default:out=8'hx;
endcase
end
endmodule
[例3].利用task和電平敏感的always塊設計比較後重組信號的組合邏輯.
module sort4(ra,rb,rc,rd,a,b,c,d);
parameter t=3;
output [t:0] ra, rb, rc, rd;
input [t:0] a, b, c, d;
reg [t:0] ra, rb, rc, rd;
always @(a or b or c or d)
//用電平敏感的always塊描述組合邏輯
begin
reg [t:0] va, vb, vc, vd;
{va,vb,vc,vd}={a,b,c,d};
sort2(va,vc);
sort2(vb,vd);
sort2(va,vb);
sort2(vc,vd);
sort2(vb,vc);
{ra,rb,rc,rd}={va,vb,vc,vd};
end
task sort2;
inout [t:0] x, y;
reg [t:0] tmp;
if( x > y )
begin
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
end
endtask
endmodule
[例4]. 比較器的設計實例(利用賦值語句設計組合邏輯)
module compare(equal,a,b);
parameter size=1;
output equal;
input [size-1:0] a, b;
assign equal =(a==b)? 1 : 0;
endmodule
[例5]. 3-8譯碼器設計實例(利用賦值語句設計組合邏輯)
module decoder(out,in);
output [7:0] out;
input [2:0] in;
assign out = 1'b1<<in;
/**** 把最低位的1左移 in(根據從in口輸入的值)位,
並賦予out ****/
endmodule
[例6]. 8-3編碼器的設計實例
編碼器設計方案之一:
module encoder1(none_on,out,in);
output none_on;
output [2:0] out;
input [7:0] in;
reg [2:0] out;
reg none_on;
always @(in)
begin: local
integer i;
out = 0;
none_on = 1;
/*returns the value of the highest bit
number turned on*/
for( i=0; i<8; i=i+1 )
begin
if( in[i] )
begin
out = i;
none_on = 0;
end
end
end
endmodule
編碼器設計方案之二:
module encoder2 ( none_on, out2, out1, out0, h, g, f,
e, d, c, b, a);
input h, g, f, e, d, c, b, a;
output none_on, out2, out1, out0;
wire [3:0] outvec;
assign outvec= h? 4'b0111 : g? 4'b0110 : f? 4'b0101:
e? 4'b0100 : d? 4'b0011 :c? 4'b0010 : b? 4'b0001:
a? 4'b0000 : 4'b1000;
assign none_on = outvec[3];
assign out2 = outvec[2];
assign out1 = outvec[1];
assign out0 = outvec[0];
endmodule
編碼器設計方案之三:
module encoder3 (none_on, out2, out1, out0, h, g,
f, e, d, c, b, a);
input h, g, f, e, d, c, b, a;
output out2, out1, out0;
output none_on;
reg [3:0] outvec;
assign {none_on,out2,out1,out0} = outvec;
always @( a or b or c or d or e or f or g or h)
begin
if(h) outvec=4'b0111;
else if(g) outvec=4'b0110;
else if(f) outvec=4'b0101;
else if(e) outvec=4'b0100;
else if(d) outvec=4'b0011;
else if(c) outvec=4'b0010;
else if(b) outvec=4'b0001;
else if(a) outvec=4'b0000;
else outvec=4'b1000;
end
endmodule
[例7]. 多路器的設計實例。
使用連續賦值、 case語句或if-else語句可以生成多路器電路, 如果條件語句(case或if-else)中分支條件是互斥的話,綜合器能自動地生成並行的多路器。
多路器設計方案之一:
modul emux1(out, a, b, sel);
output out;
input a, b, sel;
assign out = sel? A : b;
endmodule
多路器設計方案之二:
module mux2( out, a, b, sel);
output out;
input a, b, sel;
reg out;
//用電平觸發的always塊來設計多路器的組合邏輯
always @( a or b or sel )
begin
/*檢查輸入信號sel的值,如爲1,輸出out爲a,如爲0,
輸出out爲b.*/
case( sel )
1'b1: out = a;
1'b0: out = b;
default: out = 'bx;
endcase
end
endmodule
多路器設計方案之三:
module mux3( out, a, b, sel);
output out;
input a, b, sel;
reg out;
always @( a or b or sel )
begin
if( sel )
out = a;
else
out = b;
end
endmodule
[例8]. 奇偶校驗位生成器設計實例
module parity( even_numbits,odd_numbits,input_bus);
output even_numbits, odd_numbits;
input [7:0] input_bus;
assign odd_numbits = ^input_bus;
assign even_numbits = ~odd_numbits;
endmodule
[例9]. 三態輸出驅動器設計實例
(用連續賦值語句建立三態門模型)
三態輸出驅動器設計方案之一:
module trist1( out, in, enable);
output out;
input in, enable;
assign out = enable? in: 'bz;
endmodule
三態輸出驅動器設計方案之二:
module trist2( out, in, enable );
output out;
input in, enable;
//bufif1是 一個 Verilog門級原語(primitive)
bufif1 mybuf1(out, in, enable);
endmodule
[例10]. 三態雙向驅動器設計實例
module bidir(tri_inout, out, in, en, b);
inout tri_inout;
output out;
input in, en, b;
assign tri_inout = en? In : 'bz;
assign out = tri_inout ^ b;
endmodule