從左到右，從上到下
先搞定緩沖/非門，再寫(xiě)與/或門

1. 實(shí)例解讀

先以四選一數(shù)據(jù)選擇器進(jìn)行說(shuō)明

對(duì)于數(shù)字邏輯的部分不再說(shuō)明，直接進(jìn)行邏輯電路圖到Verilog門級(jí)建模的人工翻譯過(guò)程的描述。

1.1 端口和線網(wǎng)分析

• 確定輸入/輸出端口
  • 輸入端口
    • 數(shù)據(jù)端：i0，i1，i2，i3
    • 控制端：s1，s0（小端序?qū)懛?#xff0c;高字節(jié)在高位）
  • 輸出端口：
    • 數(shù)據(jù)端：out
• 確定子模塊內(nèi)部線網(wǎng)
  • 非門類：s1n，s0n
  • 與門類：y0，y1，y2，y3

至此，可以翻譯的部分為：

module mux4_to_1 ( // 四選一數(shù)據(jù)選擇器模塊input i0,i1,i2,i3,input s1,s0,output out);// 設(shè)置內(nèi)部線網(wǎng)wire s1n,s0n;wire y0,y1,y2,y3;<其他> endmodule

【疑問(wèn)】為什么內(nèi)部線網(wǎng)用wire而不用寄存器reg？

繼續(xù)從端口連接規(guī)則——污水處理模型來(lái)談及，我們

• 把wire比作無(wú)閥門水管
• 把reg比作雙閥門水管
• 把設(shè)計(jì)塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，比作水管與其他器件的連接過(guò)程（此時(shí)是沒(méi)有通水的）
• 把激勵(lì)塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，比作管道通水，以測(cè)試連接的正確性
  

1.2 器件分析

器件分析的順序：

對(duì)于左邊輸入，右邊輸出的邏輯電路圖來(lái)說(shuō)：

• 緩沖門/非門單獨(dú)拎出來(lái)
• 從左到右
• 從上到下

因此，有如下器件翻譯順序：

• 非門2個(gè)
• 與門4個(gè)
• 或門1個(gè)

給出如下代碼片（非完整代碼）

// 連接門電路 not (s1n,s1); not (s0n,s0);// 【特別注意】以下部分的s1，s0的寫(xiě)法是有規(guī)律的，背著寫(xiě)就可以 and (y0,i0,s1n,s0n); // 0,0 and (y1,i1,s1n,s0); // 0,1 and (y2,i2,s1,s0n); // 1,0 and (y3,i3,s1,s0); // 1,1or (out,y0,y1,y2,y3);

1.3 完善的設(shè)計(jì)塊

module mux4_to_1( // 1位 四選一數(shù)據(jù)選擇器input i0,i1,i2,i3,input s0,s1,output out);// 聲明內(nèi)部線網(wǎng)wire s0n,s1n;wire y0,y1,y2,y3;// 門級(jí)建模not (s0n,s0);not (s1n,s1);and (y0,i0,s1n,s0n);and (y1,i1,s1n,s0);and (y2,i2,s1,s0n);and (y3,i3,s1,s0);or (out,y0,y1,y2,y3);endmodule

2. 總結(jié)：門級(jí)建模的翻譯方法

對(duì)于設(shè)計(jì)好的邏輯電路圖來(lái)說(shuō)，有這樣的方法進(jìn)行翻譯，這種方法會(huì)讓你翻譯出來(lái)的門級(jí)描述邏輯清晰嚴(yán)謹(jǐn)

2.1 前提條件

• 邏輯電路圖的設(shè)計(jì)，是數(shù)字邏輯課程的內(nèi)容，這里不講
• 邏輯電路圖需要是優(yōu)化的，也就是應(yīng)用層級(jí)建模方法設(shè)計(jì)出來(lái)的，而不是很亂的一堆電路圖。
  • 例如：設(shè)計(jì)一個(gè)四位全加器，需要首先設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)一位全加器，在這里，一位全加器的邏輯電路圖和四位全加器的邏輯電路圖是兩張圖，并且四位全加器直接應(yīng)用一位全加器的實(shí)例

2.2 具體方法

對(duì)于某一個(gè)子模塊的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)：

• 先確定端口
• 再確定內(nèi)部線網(wǎng)
• 再確定需要的邏輯門
  • 先緩沖門/非門，再與/或門
  • 從左到右，從上到下（左邊輸入，右邊輸出）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Verilog HDL】从逻辑电路图到门级建模——人工翻译的方法论的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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