FPGA基础知识-模块和端口

目录

学习目标

学习内容

 端口

端口列表

端口声明

端口链接规则

学习时间

总结

---

学习目标：

1.说明Verilog 模块定义中的各个组成部分，例如模块名、端口列表、参数、变址声明、数据流描述语句、行为语句、调用（实例引用》其他模块以及任务和函数等。

2.说明verilog模块定义中的各个组成部分，例如模块名、端口列表、参数、变址声明、数据流描述语句、行为语句、调用(实例引用“其他模块以及任务和函数等.

3.理解如何定义模块的端口列表以及在 Verilog中如何声明，理解如何定义模块的端口列表以及在verilog中如何声明.

4.讲述模块实例的端口连接规则。讲述模块实例的端口连接规则.

5.理解如何通过有序列表和名字将端口与外部信号相连。·解释对verilog标识符的层次引用。 理解如何通过有序列表和名字将端口与外部信号相连.·解释对verilog标识符的层次引用.

---

学习内容：

          通过对学习，我们知道了模块是设计中的基本功能块;在忽略模块实现的同时，重点讨论了如何对模块进行定义和调用（实例引用)。在本章中，我们将对模块的内部实现做深入的分析。 通过学习，我们知道了模块是设计中的基本功能块；在忽略模块实现的同时，重点讨论了如何对模块进行定义和调用(实例引用)。在本章中，我们将对模块的内部实现做深入的分析.

       模块定义以关键字module开始，模块名、端口列表、端口声明和可选的参数声明必须出现在其他部分的前面，endmodule语句必须为模块的最后一条语句。端口是模块与外部环境交互的 、模块定义以关键字模块开始，模块名、端口列表、端口声明和可选的参数声明必须出现在其他部分的前面，终端模块语句必须为模块的最后一条语句。端口是模块与外部环境交互的 。

       只有在模块有端凹的情况下才需要有端П列表和端口声明。模块内部的5个组成部分是:变量声明、数据流语句、低层模块实例、行为语句块以及任务和函数。这些部分可以在模块中的任意位置，以任意顾序出现。在模块的所有组成部分中，只有module、模块名和endmodule 必须出现，其他部分都是可选的，用户可以根据设计的需要随意选用。在一个Verilog源文件中可以定义多个模块，Verilog 对模块的排列顾序没有要求， 通道，只有在模块有端凹的情况下才需要有端П列表和端口声明.模块内部的5个组成部分是:变量声明、数据流语句、低层模块实例、行为语句块以及任务和函数.这些部分可以在模块中的任意位置，以任意顾序出现.在模块的所有组成部分中，只有模块、模块名和终端模块必须出现，其他部分都是可选的，用户可以根据设计的需要随意选用。在一个verilog源文件中可以定义多个模块，verilog对模块的排列顾序没有要求。

       为了理解模块的各个组成部分，下面我们以SR锁存器为例进行详细说明,

SR锁存器有两个输人端口S和R以及两个输出端口，SR锁存器及其激励的Verilog 描述如例所示。 锁存器有两个输人端口S和R以及两个输出端口，SR锁存器及其激励的Verilog描述如例所示. 

        在SR锁存器的描述中，显示的各组成部分并未全部出现，例如变量声明、数据流( assign)语句和行为语句块( aways和 initial结构); ·在SR锁存器的描述中，中显示的各组成部分并未全部出现，例如变量声明、数据流(Ascription)语句和行为语句块(Aways和Initial结构)；

     在SR锁存器的激励模块中包括了模块名、线网/寄存器/变量声明、低层模块实例、行为语句块和endmodule语句，但是没有包括端口列表、端口声明和数据流（ assign )语句;除了module和endmodule这一对关键字以及模块名，其他部分都是可选的，可以根据设计需要混合使用。 ·在SR锁存器的激励模块中包括了模块名、线网/寄存器/变量声明、低层模块实例、行为语句块和终端模块语句，但是没有包括端口列表、端口声明和数据流(赋值)语句；除了模块和终端模块这一对关键字以及模块名，其他部分都是可选的，可以根据设计需要混合使用。

 端口

端口是模块与外界环境交互的接口，例如芯片的输人、输出引脚就是它的端口。对于外部环境来讲，模块内部是不可见的，对模块的调用（实例引用〉只能通过其端口进行。这种特点为设计者提供了很大的灵活性:只要接口保持不变，模块内部的修改并不会影响到外部环境。我们也常常将端口称为终端（ terminal ) 端口是模块与外界环境交互的接口，例如芯片的输人、输出引脚就是它的端口.对于外部环境来讲，模块内部是不可见的，对模块的调用(实例引用>只能通过其端口进行.这种特点为设计者提供了很大的灵活性:只要接口保持不变，模块内部的修改并不会影响到外部环境.我们也常常将端口称为终端(终端).

端口列表

        在模块的定义中包括一个可选的端口列表。如果模块和外部环境没有交换任何信号，则可以没有端口列表。考虑一个在顶层模块Top中被调用（实例引用）的四位加法器、显示了输人/输出端口的示意图。在中，Top是一个顶层模块，在其中调用(实例引用)了模块fulladd4，模块fulladd4从端口a，b和c_in读人数据，将结果从 sum和c_out 端口送出，这样它就可以作为加法器被外界调用（实例引用)。模块‘Top的作用是作为仿真中的顶层模块，调用（实例引用）设计模块。它无需和周围环境交换信息，因此没有端口列表。两个模块定义中的模块名和端口列表如所示。

 

 

端口声明

 在Verilog 中，所有的端口隐含地声明为wire类型，因此如果希望端口具有wire数据类型，将其声明为三种类型之一即可;如果输出类型的端口需要保存数值,则必须将其显式地声明为reg数据类型。在下面的中，DFF触发器模块的输出端口q需要保持它的值，直到下一个时钟边沿，其端口声明如所示。

端口链接规则

我们可以将-个端口看成是由相互连接的两个部分组成，一部分位于模块的内部，另一部分位于模块的外部。当在一个模块中调用(实例引用)另--个模块时，端口之间的连接必须遵守一些规则。如果违反了这些规则，则Verilog仿真器会报错。中对这些规则进行了总结。

输入端口：从模块内部来讲，输入端口必须为线网数据类型;从模块外部来看，输入端口可以连接到线网或reg数据类型的变量。

输出端口：从模块内部来讲、输出端口可以是线网或reg数据类型;从模块外部来看，输出必须连接到线网类型的变量,而不能连接到reg类型的变量。

输入输出端口：从模块内部来讲，输入/输出端口必须为线网数据类型;从模块外部来看，输人/输出端口也必须连接到线网类型的变址。

---

学习时间：

   2023.6.12晚

总结：

提示：这里统计学习计划的总量

        模块定义包括多个组成部分。关键字module 和endmodule是必须使用的。其他各个部分,诸如端口列表、端口声明、变量和信号声明、数据流语句、行为语句块．低层模块实例以及任务和函数都是可选的，由用户根据需要进行添加。 模块定义包括多个组成部分.关键字模块和终端模块是必须使用的。其他各个部分，诸如端口列表、端口声明、变量和信号声明、数据流语句、行为语句块.低层模块实例以及任务和函数都是可选的，由用户根据需要进行添加.

       端口是模块与其他模块或外部环境通信的渠道。模块可以具有一个端口列表，其中的每个端口必须在模块中声明为输入、输出或输人/输出三种类型之一。在对模块进行调用(实例引用）的时候，必须遵守有关端口连接的规则、ANSI C风格的端口声明将端口声明嵌人到端口列表中。

      端口的连接方法有两种:顺序连接和命名连接. ·端口的连接方法有两种:顺序连接和命名连接.

      设计中的每个标识符都具有惟一的层次名，它使得用户可以在设计中的任何位置访问设计中的每个标识符。