Verilog设计与验证 学习笔记5 Verilog语义和仿真原理

最新推荐文章于 2025-03-10 11:04:23 发布
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分类专栏： verilog学习
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Ter23LBJ/article/details/87992024
本文深入探讨了Verilog的语义与仿真原理，包括分层事件队列、时序模型、阻塞与非阻塞赋值的区别，以及如何优化代码以提高仿真效率，并预防与综合结果不符的问题。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

Verilog设计与验证 学习笔记5 Verilog语义和仿真原理

  1. 电路与仿真
  2. 仿真原理
  3. 分层事件队列与仿真参考模型
  4. 时序模型与延时
  5. 再谈阻塞与非阻塞赋值
  6. 怎样提高代码的仿真效率
  7. 如何防止与综合结果不一致的现象发生
【Verilog设计—数字系统验证】最新Testbench仿真教程
夜半少年的博客
04-02 3059
自动生成testbench模板到项目文件夹simulation里面，后缀为.vt，如下图。 在quatusii界面打开.vt文件，进行修改编辑。 打开.vht文件 一、Testbench基本结构 通常，Testbench没有输入与输出端口，应包括信号或变量定义、产生激励波形语句、例化设计模块以及监控和比较响应输出语句。 module test_benc...
Verilog HDL 语法学习笔记
01-20 1846
Verilog HDL 语法学习笔记 今天给大侠带来Verilog HDL 语法学习笔记，话不多说，上货。 关于详细的VHDL语法以及Verilog HDL语法可参见往期文章。 一周掌握 FPGA VHDL Day 7 暨汇总篇 一周掌握FPGA Verilog HDL语法 汇总篇 一、Verilog HDL 简介 1.1 Verilog HDL 的历史 Verilog HDL 语 言 最 初 是 作为 Gateway Design Automation 公 司 （ Gateway..
Verilog篇(三)仿真原理
ahr7882的博客
04-06 1044
首先引入一个例子： `timescale 1ns/100ps module TB; module INV_DFF(Clock, Reset_n, DataIn, DataOut); reg Ck, Rst...
VerilogHDL常用的仿真知识
weixin_34377919的博客
07-31 1882
　　在描述完电路之后，我们需要进行对代码进行验证，主要是进行功能验证。现在验证大多是基于UVM平台写的systemverilog，然而我并不会sv，不过我会使用verilog进行简单的验证，其实也就是所谓的仿真。这里就来记录一下一些验证的基础吧。 一、验证基础与仿真原理 　　①综合中的语法，都适用于仿真，在仿真中，Verilog语句是串行的，其面向硬件的并行特性则是通过其语义（语言含义）来实现...
Verilog 入门（八）（验证）
myDarling_的博客
12-03 838
verilog 编写测试验证程序（test_bench）
学习笔记：Verilog VHDL硬件描述语言简介及在线仿真Verilog环境
weixin_43172531的博客
12-16 844
Vitis HLS (High Level Synthesis)是 Xilinx 公司重新打造的高层次综合工具，通过添加适当的 directives(制导语句) 和 constrains(约束), 将其 C/C++/System C 代码直接转换成 FPGA RTL( Verilog, VHDL, System C )代码。Verilog 继承了 C 语言的多种操作符和结构，与另一种硬件描述语言 VHDL 相比，语法不是很严格，代码更加简洁，更容易上手。probe(signal) ：将信号添加到时序图中。
Verilog 学习笔记:流水线
weixin_63561867的博客
11-28 646
通过 TMDS 编码项目的实践，我加深了对流水线设计的理解，尤其是在以下方面：信号时序和对齐的管理至关重要。结构化的模块设计和清晰的信号命名规则有助于提高代码可读性和维护性。流水线设计需要根据实际需求灵活选择单块设计或分块设计。在未来的设计中，我将继续优化流水线结构，并探索更多复杂项目中的最佳实践。
学习笔记--Verilog HDL高级数字设计--第五章用组合和时序逻辑的行为级别模型进行逻辑设计
变得更强
10-05 1757
学习笔记1--用组合和时序逻辑的行为级别模型进行逻辑设计行为建模行为级建模的数据类型组合逻辑的Verilog描述的对应形式触发器和锁存器的周期性行为模型数据流/寄存器传输级模型基于算法的模型插入链接与图片如何插入一段漂亮的代码片生成一个适合你的列表创建一个表格设定内容居中、居左、居右SmartyPants创建一个自定义列表如何创建一个注脚注释也是必不可少的KaTeX数学公式新的甘特图功能，丰富你的...
verilog验证流程
sdl0358的博客
06-27 422
verilog 验证
编写verilog测试验证程序 如何编写测试验证程序(test bench)
08-15
编写verilog测试验证程序 如何编写测试验证程序(test bench)
[笔记][原创]Verilog HDL语法分析笔记
weixin_30653023的博客
10-13 234
这篇帖子用于记录学习Verilog过程中的一些syntax的问题，会不断更新，有不正确的地方请各位帮忙指正:D 一.Verilog 语法中的可综合性 　　Verilog HDL 真的很强大，如果程序只用于仿真，那么几乎所有的语法和编程语句都可以使用。但如果程序是用于硬件实现，那么我们就必须保证程序的可综合性，即所编写的程序能被综合器 转化为相应的电路结构。不可综合的...
FPGA 学习系列（11）：Verilog 调试与验证
Azperk的博客
03-10 777
调试和验证是 FPGA 设计中的重要环节，通过有效的工具和技巧，我们可以快速定位问题并确保设计的正确性。本文介绍了常见的调试方法，如波形查看、Testbench 编写、时序问题检查等，同时也分享了几种调试技巧，如使用assert$display和$monitor。通过这些方法和工具的配合使用，您能够更高效地进行 FPGA 设计验证。总结：掌握了这些调试技巧后，您将在 FPGA 设计中更加得心应手，能够更快速地定位问题并解决。下一期：《FPGA 学习系列（12）：FPGA 应用开发与实现》
Verilog设计与验证 学习笔记三
Ter23LBJ的博客
02-21 422
Verilog设计与验证 学习笔记三 第四章 RTL概念与RTL建模 安排常用的设计实例，对RTL建模有感性的认识 第五章 重点讨论RTL级的编码风格和各种设计原则 第六章 讨论RTL级设计的FSM（有限状态机）的描述技巧 第六章 如何写好状态机 ...
设计与验证Verilog HDL 笔记一
qq_37858023的博客
05-26 1105
文章目录前言Chapter1--设计方法简介1.Verilog特点2.HDL设计与验证的流程3.Verilog编程思想Chapter2--Verilog语言基础1.Top-Down&Bottom-Up2.语法(1)描述方法(2)注释和标识符(3)模块和端口(4)编译指令和延时指令(5)逻辑值和常量(6)变量类型Chapter3--描述方法和设计层次Chapter4--RTL概念和RTL建模Chapter5--RTL设计和编码指导Chapter6--状态机一些常用缩写 前言 这里主要是写一些读后的笔
linux下verilog功能验证,Verilog 条件语句介绍
weixin_30935961的博客
05-15 319
导读条件(if)语句用于控制执行语句要根据条件判断来确定是否执行。条件语句用关键字 if 和 else 来声明，条件表达式必须在圆括号中。关键词：if，选择器条件语句条件(if)语句用于控制执行语句要根据条件判断来确定是否执行。条件语句用关键字 if 和 else 来声明，条件表达式必须在圆括号中。条件语句使用结构说明如下：if (condition1) true_statement1...
17 verilog基础语法-测试和验证
毕淑敏曾说过：“我不相信命运，我只相信自己的手；我不相信手掌上的纹路，但我相信手指加上手掌的力量”。在这个快节奏的社会，只有自己能力不足才会被卷，踏踏实实沉下心来学一些技术，及时记录，方便以后复盘。
04-11 1791
一、学习内容 二、设计的测试与验证 三、思考和小结 （1）思考 （2）小结
spyglass语义检查-针对systemVerilog语言
Leo ICer的博客
05-29 1481
语义检查软件： Spyglass 语义检查范围： （1）常见设计错误 （2）影响覆盖率收敛问题 （3）可能会产生X值以及受其影响的设计部分 进一步细化这些检查项，它们会具体检查以下设计方面： （1）验证收敛性检查 无法达到的逻辑部分 无法跳转到的状态机状态 无法完成的状态机跳转逻辑 （2）硅效用检查 寄存器被固定赋值 寄存器未初始化 X值的传播 （3）功能问题检查 状态机检查 总线检查 case语句检查 数学逻辑检查 这些静态检查最大的便捷性在于，可以在早期发
Verilog的分层事件队列
weixin_30364325的博客
06-30 438
仿真器首先按照仿真时间对事件进行排序，然后再在当前仿真时间里按照事件的优先级顺序进行排序。 活跃事件是优先级最高的时间，在活跃事件之间，它们的执行顺序是随机的。 两个缩写：RHS(right-hand-side) 和LHS(left-hand-side)。 前者指等式右边的表达式或者变量(RHS expression or RHS variable)，后者指等式左边的表达式或者变量(LH...
testbench中一句代码是“#20”，注释表示延时20时间单位，如果下一句代码是“#40”，这表示的是再延时20时间单位还是从开始时间点基础上延时20时间单位
最新发布
07-30
<think>首先，用户的问题是关于Verilog/SystemVerilog中testbench代码的时间延迟。具体问题是：在Verilog testbench中，连续的时间延迟控制如#20和#40，是相对于前一句执行时间还是相对于起始时间？ 从系统级指令来看，我需要： - 所有行内数学表达式用$...$格式。 - 独立公式用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识，如[^1]。 - 回答结构清晰，逐步解决问题。 - 参考提供的引用内容。 提供的引用内容： - [^1]：讨论了Verilog进程和仿真时间，提到仿真器按顺序执行进程，效果是并行，时间不推进直到所有进程执行完。 - [^2]：关于时间延迟的示例，定义了上升、下降和关断延迟。 - [^3]：提到循环和initial语句。 - [^4]：讨论了过程性赋值、阻塞赋值和非阻塞赋值，以及时序控制。 用户的问题焦点是时间延迟#20和#40的含义。在Verilog中，#符号用于指定时间延迟，表示在继续执行之前等待指定的时间单位。 关键点是：时间延迟是相对于当前时间还是起始时间？ 在Verilog仿真中，时间延迟是相对于当前仿真时间的。也就是说，#20表示从当前时刻开始延迟20个时间单位，然后执行下一条语句。如果连续有多个延迟，每个延迟都是相对于前一个语句完成后的时间。 例如： ```verilog initial begin #10; // 等待10个时间单位 a = 1; // 在时间10执行 #20; // 等待20个时间单位，所以从时间10开始，到时间30 b = 1; // 在时间30执行 #40; // 等待40个时间单位，所以从时间30开始，到时间70 c = 1; // 在时间70执行 end ``` 所以，延迟是相对于前一句执行完成后的时间，而不是相对于起始时间。 从引用中： - [^1]提到“仿真时间不会向前推进”，直到所有进程执行完，但延迟会推进时间。 - [^4]讨论了时序控制，但没有直接说明相对性。 我应该基于标准Verilog行为回答。 回答结构： 1. **解释时间延迟的基本概念**：简要介绍#在Verilog中的作用。 2. **直接回答问题**：明确说明延迟是相对于前一句执行时间。 3. **举例说明**：用一个简单例子来展示。 4. **引用相关引用**：自然地融入引用。 5. **生成相关问题**：在最后添加相关问题。 生成相关问题： - 基于用户问题，生成2-3个相关问题。 - 例如： 1. 如何在Verilog中控制多个信号的时序？ 2. 时间延迟在仿真中的实际应用？ 3. 阻塞赋值和非阻塞赋值如何影响时序？ 确保回答真实可靠：Verilog标准中，时间延迟是顺序的，相对于当前时间。 最终回答用中文。</think>### Verilog/SystemVerilog中Testbench时间延迟的解释 在Verilog/SystemVerilog的testbench中，时间延迟控制（如`#20`或`#40`）用于模拟硬件行为的时序特性。这些延迟是**相对于前一条语句执行完成后的当前仿真时间**，而不是相对于绝对起始时间。下面我将逐步解释这一概念，确保回答清晰可靠。 #### 1. **时间延迟的基本原理** - 在Verilog仿真中，仿真时间（simulation time）是一个关键概念。仿真器按顺序执行进程（如`initial`或`always`块），但效果是并行的，仿真时间仅在所有当前进程执行完毕后才向前推进[^1]。 - 时间延迟操作符`#`表示“等待指定时间单位后再执行下一条语句”。例如： - `#20;` 表示从当前时刻开始等待20个时间单位。 - 如果连续使用多个延迟，每个延迟都是基于前一条语句执行结束后的时间点计算的。 - 这与绝对时间无关，而是依赖于语句的执行顺序和当前仿真状态。 #### 2. **详细解释和示例** - **相对性说明**：假设有一个`initial`块包含连续延迟： ```verilog initial begin #10; // 在时间0开始，等待10个单位，执行到时间10 a = 1; // 在时间10执行赋值 #20; // 从时间10开始等待20个单位，执行到时间30 b = 1; // 在时间30执行赋值 #40; // 从时间30开始等待40个单位，执行到时间70 c = 1; // 在时间70执行赋值 end ``` - 这里，`#20` 是相对于前一条语句 `a = 1;` 完成后的时间（时间10），而不是相对于起始时间0。类似地，`#40` 是相对于 `b = 1;` 完成后的时间（时间30）。 - **为什么不是绝对起始时间？** Verilog的仿真模型是基于事件驱动的：每个延迟语句会调度一个“唤醒事件”，在指定时间后触发下一条语句。仿真器维护一个全局时间队列，延迟操作仅影响当前进程的执行流，不重置时间基准[^4]。 - **关键点**：延迟的累积是线性的，但如果在并行进程（如多个`always`块）中使用延迟，它们可能交织执行，导致时间点重叠。例如： ```verilog initial begin #10 a = 1; // 时间10执行 end initial begin #20 b = 1; // 时间20执行（独立进程，从时间0开始） end ``` 这里，`#20` 在第二个进程中是从起始时间0开始等待，而非第一个进程的时间10，因为进程是独立的[^1]。 #### 3. **引用支持与注意事项** - 从引用内容看，Verilog的时序控制（如`#`延迟）属于过程性赋值的一部分，其行为依赖于仿真器的调度机制。引用[^4]强调：“过程性赋值是在 initial 或 always 语句块里的赋值”，并且“时序控制决定了语句的执行时机”。延迟操作符本质上是暂停当前进程，直到指定时间到达，而不会影响其他并行进程[^1][^4]。 - 实际应用中，延迟常用于testbench中模拟信号变化或同步事件。例如，引用[^2]提到时间延迟用于定义信号的上升/下降时间，如`#1`表示最小延迟单位。 - **注意事项**： - 避免在组合逻辑中使用延迟，可能导致仿真不准确。 - 在时序逻辑中，优先使用非阻塞赋值（`<=`）配合延迟，以避免竞争条件[^4]。 - 仿真时间单位由`timescale指令定义（如`timescale 1ns/1ps`），影响`#`的实际等待时间。 #### 4. **总结** - 在Verilog testbench中，连续时间延迟（如`#20`和`#40`）**总是相对于前一条语句执行完成后的当前仿真时间**。这种相对性确保了时序控制的精确性，是Verilog事件驱动仿真的核心特性。理解这一点有助于编写可靠的testbench，避免时序错误。 如果您有更多具体代码示例或场景，我可以进一步分析！ ### 相关问题 1. Verilog中的阻塞赋值和非阻塞赋值如何影响时间延迟的执行顺序？[^4] 2. 如何在testbench中使用时间延迟来模拟异步信号的变化？[^2] 3. Verilog仿真中的“仿真时间推进”机制是如何工作的？[^1] [^1]: 进程是Verilog中的独立执行单元，包括：原语(Primitives), 模块(Moules), initial过程块, always过程块, 连续赋值语句(assign), 异步任务(task)。在仿真时，所有的进程都是仿真器按Verilog的语义来顺序执行的，效果是各个进程并行执行的效果，在未执行完当前所有的进程时，仿真时间不会向前推进。 //下面例子会hang在仿真时刻0，因为更新时间一直触发求值事件，计算事件一直触发更新事件。 initial begin clk = 0; forever clk = ~clk； end 12345 2.2 仿真时间（simulation time）。 [^2]: verilog学习笔记（持续更新）。第二行定义了两个时间，也就是每个都定义了最小、最大和典型延迟，所以a2最小的情况下上升时间1，下降时间4，关断延迟1，典型情况下上升时间2，下降时间5，关断时间2，最大情况下上升时间3，下降时间6，管短时间3。 [^4]: 过程性赋值是在 initial 或 always 语句块里的赋值，赋值对象是寄存器、整数、实数等类型。连续性赋值总是处于激活状态，任何操作数的改变都会影响表达式的结果；过程赋值只有在语句执行的时候，才会起作用。这是连续性赋值与过程性赋值的区别。 阻塞赋值    使用等号 = 作为赋值符，属于顺序执行，即下一条语句执行前，当前语句一定会执行完毕。非阻塞赋值    使用小于等于号 <= 作为赋值符，属于并行执行语句，即下一条语句的执行和当前语句的执行是同时进行的，不会阻塞位于同一个语句块中后面语句的执行。    不要在一个过程结构中混合使用阻塞赋值与非阻塞赋值。混用时序不容易控制，一般在always 时序逻辑块中多用非阻塞赋值，always 组合逻辑块中多用阻塞赋值；在仿真电路时，initial 块中一般多用阻塞赋值。 2.5 时序控制。
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