Verilog HDL數(shù)字設計與綜合

前言

2001年7月問，電子工業(yè)出版社的領導同志邀請各高校十幾位通信領域方面的老師，商量引進國外教材問題。與會同志對出版社提出的計劃十分贊同，大家認為，這對我國通信事業(yè)、特別是對高等院校通信學科的教學工作會很有好處。教材建設是高校教學建設的主要內(nèi)容之一。編寫、出版一本好的教材，意味著開設了一門好的課程，甚至可能預示著一個嶄新學科的誕生。20世紀40年代MIT林肯實驗室出版的一套28本雷達叢書，對近代電子學科、特別是對雷達技術的推動作用，就是一個很好的例子。我國領導部門對教材建設一直非常重視。20世紀80年代，在原教委教材編審委員會的領導下，匯集了高等院校幾百位富有教學經(jīng)驗的專家，編寫、出版了一大批教材；很多院校還根據(jù)學校的特點和需要，陸續(xù)編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學工作發(fā)揮了極好的作用。近年來，隨著教學改革不斷深入和科學技術的飛速進步，有的教材內(nèi)容已比較陳舊、落后，難以適應教學的要求，特別是在電子學和通信技術發(fā)展神速、可以講是日新月異的今天，如何適應這種情況，更是一個必須認真考慮的問題。解決這個問題，除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外，引進和出版一些國外優(yōu)秀電子與通信教材，尤其是有選擇地引進一批英文原版教材，是會有好處的。一年多來，電子工業(yè)出版社為此做了很多工作。他們成立了一個“國外電子與通信教材系列”項目組，選派了富有經(jīng)驗的業(yè)務骨干負責有關工作，收集了230余種通信教材和參考書的詳細資料，調(diào)來了100余種原版教材樣書，依靠由20余位專家組成的出版委員會，從中精選了40多種，內(nèi)容豐富，覆蓋了電路理論與應用、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微電子、通信系統(tǒng)、電磁場與微波等方面，既可作為通信專業(yè)本科生和研究生的教學用書，也可作為有關專業(yè)人員的參考材料。此外，這批教材，有的翻譯為中文，還有部分教材直接影印出版，以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進和出版對高校通信教學和教材改革能起一定作用。在這里，我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各位專家認真負責、嚴謹細致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態(tài)度，充分體現(xiàn)了中國教育工作者和出版工作者的良好美德。隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展和科學技術的不斷進步，對高校教學工作會不斷提出新的要求和希望。我想，無論如何，要做好引進國外教材的工作，一定要聯(lián)系我國的實際。教材和學術專著不同，既要注意科學性、學術性，也要重視可讀性，要深入淺出，便于讀者自學；引進的教材要適應高校教學改革的需要，針對目前一些教材內(nèi)容較為陳舊的問題，有目的地引進一些先進的和正在發(fā)展中的交叉學科的參考書；要與國內(nèi)出版的教材相配套，安排好出版英文原版教材和翻譯教材的比例。我們努力使這套教材能盡量滿足上述要求，希望它們能放在學生們的課桌上，發(fā)揮一定的作用。最后，預祝“國外電子與通信教材系列”項目取得成功，為我國電子與通信教學和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展培土施肥。也懇切希望讀者能對這些書籍的不足之處、特別是翻譯中存在的問題，提出意見和建議，以便再版時更正。

內(nèi)容概要

本書從用戶的角度全面闡述了Verilog HDL語言的重要細節(jié)和基本設計方法，并詳細介紹了Verilog 2001版的主要改進部分。本書重點關注如何應用Verilog語言進行數(shù)字電路和系統(tǒng)的設計和驗證，而不僅僅講解語法。全書從基本概念講起，并逐漸過渡到編程語言接口以及邏輯綜合等高級主題。書中的內(nèi)容全部符合Verilog HDL IEEE 1364-2001標準。　　本書適合電子、計算機、自動控制等專業(yè)的學習數(shù)字電路設計的大學本科高年級學生閱讀，也適合數(shù)字系統(tǒng)設計工程師和已具有多年Verilog設計工作經(jīng)驗的資深工程師參考。

作者簡介

Samir Palnitkar目前是美國Jambo Systems公司總裁。Jambo Systems公司是一流的專用集成電路(ASIC)設計和驗證服務公司，專門從事高級微處理器、網(wǎng)絡和通信芯片的設計服務。Palnitkar先生曾創(chuàng)辦一系列小型的高科技公司。他是Integrated Intellectual Property公司的創(chuàng)辦人

書籍目錄

第一部分 Verilog 基礎知識　第1章 Verilog HDL數(shù)字設計綜述　　1.1 數(shù)字電路CAD技術的發(fā)展歷史　　1.2 硬件描述語言的出現(xiàn)　　1.3 典型設計流程　　1.4 硬件描述語言的意義　　1.5 Verilog HDL的優(yōu)點　　1.6 硬件描述語言的發(fā)展趨勢　第2章 層次建模的概念　　2.1 設計方法學　　2.2 四位脈動進位計數(shù)器　　2.3 模塊　　2.4 模塊實例　　2.5 邏輯仿真的構成　　2.6 舉例　　2.7 小結　　2.8 習題　第3章 基本概念　　3.1 詞法約定　　3.2 數(shù)據(jù)類型　　3.3 系統(tǒng)任務和編譯指令　　3.4 小結　　3.5 習題　第4章 模塊和端口　　4.1 模塊　　4.2 端口　　4.3 層次命名　　4.4 小結　　4.5 習題　第5章 門級建?！　?.1 門的類型　　5.2 門延遲　　5.3 小結　　5.4 習題　第6章 數(shù)據(jù)流建?！　?.1 連續(xù)賦值語句　　6.2 延遲　　6.3 表達式、操作符和操作數(shù)　　　6.4 操作符類型　　6.5 舉例　　6.6 小結　　6.7 習題　第7章 行為級建模　　7.1 結構化過程語句　　7.2 過程賦值語句　　7.3 時序控制　　7.4 條件語句　　7.5 多路分支語句　　7.6 循環(huán)語句　　7.7 順序塊和并行塊　　7.8 生成塊　　7.9 舉例　　7.10 小結　　7.11 習題　第8章 任務和函數(shù)　　8.1 任務和函數(shù)的區(qū)別　　8.2 任務　　8.3 函數(shù)　　8.4 小結　　8.5 習題　第9章 實用建模技術　　9.1 過程連續(xù)賦值　　9.2 改寫參數(shù)　　9.3 條件編譯和執(zhí)行　　9.4 時間尺度　　……第二部分 Verilog高級主題第三部分 附錄參考文獻譯者后記

章節(jié)摘錄

插圖：第2章 層次建模的概念在詳細地討論verilog語言之前，我們首先需要理解數(shù)字電路設計中基本的層次建模概念。只有掌握了正確的設計方法學，才能使用verilogHDL進行高效的設計。在本章中，我們對典型的設計方法學進行討論，并說明如何在Veriog設計中體現(xiàn)這些概念。數(shù)字電路的仿真由多個部分組成，下面我們對這些組成部分及其相互之間的關系進行討論。學習目標理解數(shù)字電路設計中的自底向上和自頂向下設計方法。解釋verilog中模塊和模塊實例之間的區(qū)別。學習從4種不同的抽象角度來描述同一個模塊。解釋數(shù)字電路仿真中的各個組成部分，定義激勵塊和功能塊，說明兩種使用激勵進行仿真的方法。2.1 設計方法學數(shù)字電路設計中有兩種基本的設計方法：自底向上和自頂向下設計方法。在自頂向下設計方法中，我們首先定義頂層功能塊，進而分析需要哪些構成頂層模塊的必要的子模塊；然后進一步對各個子模塊進行分解，直到達到無法進一步分解的底層功能塊。圖2.1 顯示了這種方法的設計過程。

后記

經(jīng)過半年多的努力，我終于將朋友托付的任務完成了?；叵氘敵踅邮苋蝿諘r，我非常猶豫。我的日常工作非常繁忙，每周有十多個小時的教學課時，還有尚未完成的課題任務，新近跟我做課題的幾個本國和留學研究生尚未入門，需要指導。另外，還常常有技術雜志約我寫稿，這一切都使我很難做出決定。當我與北京理工大學的胡燕祥博士聯(lián)系之后，他同意參加本書的翻譯工作，這時我才有了一些信心。早在讀碩士階段，胡博士就與我認識了，他是內(nèi)蒙古大學計算機系須毓孝教授的學生。須教授是我在清華求學時的同班同學，我們一起在清華度過了難忘的歲月。胡博士到北京上學后經(jīng)常到北航來與我討論有關Verilog的問題。他做事認真踏實，一絲不茍，給我留下了很好的印象。有了他的加盟，我就欣然答應了朋友的托付。胡博士又邀請了他的老同學刁嵐松博士加盟，三個人一起努力，就可以高質(zhì)量地按時完成翻譯任務了。經(jīng)過討論之后我們決定，翻譯的風格由我確定。翻譯必須以理解為前提，不理解的地方弄清楚了再翻譯，文字以簡單明了為宗旨，復雜難懂的句子分解成多句來翻譯。我們3人各分一部分進行翻譯，最后由我負責全面修改和審校。起初，為了協(xié)調(diào)風格，修改和討論的工作量很大。經(jīng)過4個多月的磨合期，修改的工作量越來越少，后面幾個月則只需要修改由于疏忽引起的個別錯誤。終于，在經(jīng)過半年多辛勤努力之后，本書得以翻譯和整理完畢。在我工作生涯的最后十年里，趕上了一件很有意義的事情，那就是推廣數(shù)字系統(tǒng)的VerilogHDL設計方法。回想十多年以前，當我剛接觸Verilog語言時，什么學習資料都沒有，只能查看廠家的手冊，內(nèi)容零散混雜，讓人不知所云。經(jīng)過一年多的摸索，我終于體會到了這種語言的魅力，它的方便、簡潔和容易理解遠在’VHDI。之上。兩年之后，我終于在自己的課題中全面放棄了VHDL，改用Verilog。為了推廣Verilog的教學，北航出版社把我編寫的講義正式出版。最初只印刷了1000冊，但沒有想到的是這樣一本薄薄的普通講義，近年來居然多次重印，已銷售近2萬冊。另外，我編寫的其他Verilog教材也多次再版。我相信，隨著我國集成電路設計行業(yè)的發(fā)展，Verilog語言必定會有更加美好的明天。在本書中譯本出版之前，我還要感謝我以前的兩位碩士生，楊柳女士和林晗先生。他們非常認真地閱讀了我的最后修改稿，發(fā)現(xiàn)并指出了一些問題。我還要感謝正在做本科畢業(yè)設計的楊雷同學，他主動熱情地幫助我做了許多工作，減輕了我的工作負擔。無論是作為本書的譯者和多年講授和使用Verilog語言的老教師，還是作為一位數(shù)字系統(tǒng)設計工程師，我都非常愿意向讀者鄭重推薦這本好書。對于書中的錯誤和疏漏之處，我非常愿意和讀者討論。歡迎讀者批評指正。

編輯推薦

《Verilog HDL數(shù)字設計與綜合(第2版)》是Sanir Palnitkar編著的，由電子工業(yè)出版社出版。

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