Проектирование стандартных элементов цифровых интегральных схем. Основы HDL

vermut.42@gmail.com

и систем», «Лингвистические средства САПР», «Автоматизация функционально-логического проектирования БИС»

Авторы:

Попова Т.В., Гусев С.В., Ильин С.А (под ред. Поповой Т.В.)

высокий импеданс;
X – неопределенность (0 или 1)

(b)
Восьмеричное (o)
Десятичное

(d)
Шестнадцатеричное (h)

Разрядность

‘

Система
исчисления

Значение

8’b0110_1100 – бинарное восьмиразрядное число

число
7110 – десятичное число

умножение
+ – арифметическое сложение
~ – инверсия (NOT)
! – инверсия (NOT)
^ – сложение по модулю

2 (XOR)

inout ;
< операторы>
< операторы>
< операторы>
endmodule

аргумента.
Используется для описания комбинационной логики.

c = !(a & b );

Используется для описания как комбинационной логики так и последовательностной логики.

1;
операнд 2;
…….
операнд n;
end

& a );

a, b;
output x;
reg x;

always @(a or b)
x = a & b ;
endmodule

gate );
– уровень регистровых передач
( Register Transmit Level

/ RTL)

последовательным, и представляет собой набор инструкций, выполняющиеся одна за другой.

output Q, nQ;
reg Q;
always @(posedge

C or posedge R)
if(R)
Q=1’b0;
else
Q=D;
assign nQ=~Q;
endmodule

время.
Сами элементы используемые в RTL описании, могут иметь behavioral

описание

input [7:0] D;
output [7:0] Q;
reg

[7:0] Q;
always @(posedge C or posedge R)
if (R)
Q=8’h00;
else
Q=D;
endmodule

B;
input Pi;
output S;
output Po;

assign S=A^B^Pi;
assign Po=A&B|A&Pi|BΠ
endmodule

[7:0] A, B;
input Pi;
output [7:0] S;

output Po;
wire [6:0] p;
SUM U0(.Pi(Pi),.A(A[0],.B(B[0]),.S(S[0]), .Po(p[0]));
SUM U1(.Pi(p[0]),.A(A[1]),.B(B[1]),.S(S[1]),.Po(p[1]));
SUM U2(.Pi(p[1]),.A(A[2]),.B(B[2]),.S(S[2]),.Po(p[2]));
SUM U3(.Pi(p[2]),.A(A[3]),.B(B[3]),.S(S[3]),.Po(p[3]));
SUM U4(.Pi(p[3]),.A(A[4]),.B(B[4]),.S(S[4]),.Po(p[4]));
SUM U5(.Pi(p[4]),.A(A[5]),.B(B[5]),.S(S[5]),.Po(p[5]));
SUM U6(.Pi(p[5]),.A(A[6]),.B(B[6]),.S(S[6]),.Po(p[6]));
SUM U7(.Pi(p[6]),.A(A[7]),.B(B[7]),.S(S[7]),.Po(Po));
endmodule

[7:0] Q;
wire [7:0] D;

D_REG REG_1 (.D(D), .C(C), .R(R),.Q(Q));
SUMM

SUM_1 (.Pi(1’b1),.A(Q),.B(7’h00),.S(D));

endmodule

которых реализует свою логическую функцию

инвертор
– and – функция логическое умножение
– or – функция логическое

сложение
– xor – функция логическое сложение по модулю 2
– nand – функция логическое умножение с инверсией
– nor – функция логическое сложение с инверсией
– xnor – функция логическое сложение по модулю 2 с инверсией

wire n1, n2, n3;
nand (n1, A, B);

nor(n2, n1, A);
xor(n3, n1, B);
not(F, n2, n3);
endmodule

C,R;
input [7:0] D;
output [7:0] Q;

DFFRX1 reg_0 (.D(D[0]),.R(R),.C(C),.Q(Q[0]));
DFFRX1 reg_1 (.D(D[1]),.R(R),.C(C),.Q(Q[1]));
DFFRX1 reg_2 (.D(D[2]),.R(R),.C(C),.Q(Q[2]));
DFFRX1 reg_3 (.D(D[3]),.R(R),.C(C),.Q(Q[3]));
DFFRX1 reg_4 (.D(D[4]),.R(R),.C(C),.Q(Q[4]));
DFFRX1 reg_5 (.D(D[5]),.R(R),.C(C),.Q(Q[5]));
DFFRX1 reg_6 (.D(D[6]),.R(R),.C(C),.Q(Q[6]));
DFFRX1 reg_7 (.D(D[7]),.R(R),.C(C),.Q(Q[7]));
endmodule

(I[0], I[1], Q);
initial
begin
I=0; $display("-------------");
$display("|

B | A | F |"); $display("-------------");
while (I<3)
begin
#5 I=I+1;
$display("| %b | %b | %b |",I[1],I[0],Q);
end
#5 $display("| %b | %b | %b |",I[1],I[0],Q);
$display("-------------");
$finish;
end
endmodule