Verilog——38译码器（包括仿真文件和约束文件的格式）

描述方式

之前说过，verilog属于高级语言，需要软件设计硬件结构来实现，也说过描述方式是有很多种的，下面介绍一下。

结构描述十分底层，相当于自己搭电路；
行为描述最简单，只需要写出输入对应的输出就行，例子中需要case语句。
数据流描述比较玄学，还需要找关系，感觉也不太好。

对于题目38译码器这样一个简单的器件，我们选择行为描述的方式最简单（要是有个十几个输入，case语句直接爆炸，所以这种方式也是有限制的）

代码：

`timescale 1ns / 1ps        //时钟信号的精度和周期

module decoder_38(
    input [2:0] data_i,     //输入数据
    input [2:0] en_i,       //使能端，高低有效看要求，这里是0、1位低有效，2位高有效
    output reg [7:0] data_o //输出的八位数据
);
always @(*) begin
    if(en_i[0] || en_i[1] || !en_i[2])  //注意一下，译码器一般默认是低有效，所以全1相当于使能端无效
        data_o = 8'b1111_1111;
    else 
        case (data_i)
            3'b000: data_o = 8'b1111_1110;
            3'b001: data_o = 8'b1111_1101;
            3'b010: data_o = 8'b1111_1011;
            3'b011: data_o = 8'b1111_0111;
            3'b100: data_o = 8'b1110_1111;
            3'b101: data_o = 8'b1101_1111;
            3'b110: data_o = 8'b1011_1111;
            3'b111: data_o = 8'b0111_1111;
        endcase
end
endmodule

（虽然说是低有效，但是最后连接板子上的led还是高有效的，然后就会全反了……实际需要还是按需求改一下吧）

仿真文件

先贴代码（因为verilog就是仿C的，这里直接使用了C的代码块）

`timescale 1ns / 1ps

module decoder_38_sim ();
// 输入端口
reg [2:0] data_in;
reg [2:0] en;
// 输出端口
wire [7:0] data_out;
// 结合自己的实现完成实例化
decoder_38 U_dec38_0(
    .data_i (data_in),
    .en_i (en),
    .data_o (data_out)
);
initial begin
// 构造输入激励信号
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b000; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b001; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b010; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b011; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b100; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b101; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b110; end
    #5 begin en = 3'b100; data_in = 3'b111; end
    // 使能端无效
    #5 begin en = 3'b101; data_in = 3'b000; end 
    // 结束仿真
    #5 $stop;
end
endmodule

• 第一行，1ns是时间间隔，也就是仿真上的一个单位长度，但是其精度达到了1np，当然这些都是套话，不用管就行。
• module decoder_38_sim ()是文件创建自带的，我们不需要这个模块，不用管他
• 创建reg和wire型变量，眼尖的人就会看出这些变量刚好就是decoder_38的输入输出（reg输入wire输出），如果分不清reg和wire区别这样记也还好。
• reg需要赋初值，不然仿真会有不定态；wire千万别赋值，赋值biss
• 调用之前写好的译码器模块，调用注意事项：

1. 首先要知道，sim和代码文件都是.v文件，也就意味着两者书写规则基本上差不多，只不过一个因为有变量赋值可以跑出来波形而已。
2. 模块调用不但是这里，包括在源文件如果有多个模块，也需要这样调用，最后只能有一个顶层模块被使用。
3. 模块调用的基本格式：被调模块+被调模块在该部分的小名+变量列表（小名的意义在于一个模块调用相同模块多次）
4. 模块调用和高级语言的函数差不多，被调模块的输入输出都要给出。
5. 模块调用的方式有两种，上面的形式比较标准，.被调模块变量名（调用模块变量名）不要搞反了，这种情况下变量顺序不做要求；
6. 另外一种比较简短的形式就是直接调用，直接(data_in,en,data_out)，这时候就不需要被调模块的变量名了，但是一定要对齐

仿真文件本质上就是调用模块并按照一定的时间给输入变量赋值，然后观看调用模块后的输出变量是怎样的，所以需要我们决定怎么赋值和赋值的时间问题。

赋值原则：要全面、要有边界条件（反正就是看着舒服，仿真的目的不就是让人放心吗）

#+数字：相隔时间，在initial语句中时间是累加的，
比如我先#5，那么这个语句就是在#5时有效；下一句#5则是在第十个时间单位有效。
always语句块略有不同，不过一般是在时序电路给时钟信号赋值才用得上，先不急。

仿真截图：（因为data_in没有初值，出现不定态，也就是红色部分）

约束文件

记一下模板就好
set_property -dict { IOSTANDARD LVCMOS33 PACKAGE_PIN 管脚名 } [get_ports 变量名]
不论是数组还是单个变量，我们都可以在板子的手册上找到对应的一个管脚，将其写上就行。
（这里的LVCMOS33表示高有效，一般用不上改）

另一种形式：
set_property PACKAGE_PIN 管脚名 [get_ports ]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports 变量名]
（不就是拆开了吗，这种一般不用）

下板的后序操作在之前的博客有提到，这里不做赘述。