Основные конструкции языка (описать, пример использования)

 Существует три типа конструкций Verilog HDL:

- поддерживаемые средствами синтеза ИС );

- неподдерживаемые средствами синтеза;

- игнорируемые средствами синтеза.

Сами средства синтеза могут иметь какие-либо особенности по использованию

синтезируемых конструкций в конкретную технологию,

некоторые конструкции могут поддерживаться одними средствами синтеза и не

поддерживаться другими.

Mассивы

Массивы определяются для цепей и переменных, которые могут быть скалярами и

векторами. Каждый элемент массива (слово) может быть как однобитным (скаляр) так и

многоразрядным (вектор)

reg array_a[0:7]; // массив из 8-ми однобитных переменных типа reg

reg [31:0] array_b[0:15]; // массив 16-ти 32-х битных векторов типа reg

// обращение к 32-битному слову с адресом 10 из массива array_b:

wire[31:0] from_array_b=array_b[10];

NB: важно не путать массивыи векторы.

Вектор – один элемент, который может иметь разрядность больше единицы.

4Массив - множество элементов, которые могут иметь разрядность 1 бит или n бит,

м.б. многомерными

***

Примеры массивов:

объявление памяти:

reg mem_1bit [0:1023]; // память из 1K однобитных слов

reg [7:0] mem_8bit [0:1023]; // 1K восьмибитных слов - векторов типа reg

Многомерные массивы:

wire[3:0] farray_с [0:255] [0:127]; // двумерный массив их 4-х битовых

// слов типа wire

/* выборка 3-го и 2-го битов элемента с адресом [255] [127] из двумерного массива array_c

*/

wire [1:0] from_array_c=array_c [255] [127] [3:2]:

+Смотрите в verilog.pdf

Реализация комбинационной логики на Verilog

В теории цифровых устройств комбинационной логикой (комбинационной схемой) называют логику функционирования устройств комбинационного типа. У комбинационных устройств состояние выхода однозначно определяется набором входных сигналов.

Пример: Автомат Мура

Автомат Мура (автомат второго рода) в теории вычислений — конечный автомат, выходное значение сигнала в котором зависит лишь от текущего состояния данного автомата, и не зависит напрямую, в отличие от автомата Мили, от входных значений. Автомат Мура назван в честь его изобретателя, Эдварда Ф. Мура, опубликовавшего исследования в 1956 году в издании «Gedanken-experiments on Sequential Machines.»^[1]

Формальное определение

Автомат Мура может быть определен как кортеж из 6 элементов, включающий:

· множество внутренних состояний S (внутренний алфавит)

· начальное состояние S₀

· множество входных сигналов X (входной алфавит)

· множество выходных сигналов Y (выходной алфавит)

· функция переходов Φ(z, x)

· функция выходов Ψ(z, x)

Для любого автомата Мура существует эквивалентный ему автомат Мили и наоборот. Любой автомат Мура путем добавления ряда внутренних состояний может быть преобразован в автомат Мили.

Способы задания

· Диаграмма — изображённый на плоскости ориентированный граф, вершины которого взаимно однозначно соответствуют состояниям автомата, а дуги — входным символам.

· Таблица переходов-выходов, в ячейках которой для каждой пары значений аргументов х(t), s(t) проставляются будущие внутренние состояния s(t+1). Значения выходных сигналов y(t) представляются в отдельном столбце.

По способу формирования функций выходов выделяют автоматы Мили и Мура.

Автомат Мили

В автомате Мили (англ. Mealy machine) функция выходов определяет значение выходного символа по классической схеме абстрактного автомата. Математическая модель автомата Мили и схема рекуррентных соотношений не отличаются от математической модели и схемы рекуррентных соотношений абстрактного автомата. Таким образом, можно дать следующее определение:

Конечным детерминированным автоматом типа Мили называется совокупность пяти объектов

,

где S, X и Y — конечные непустые множества, а и — отображения вида:

и

со связью элементов множеств S, X и Y в абстрактном времени T = {0, 1, 2, …} уравнениями:

(Отображения и получили названия, соответственно функции переходов и функции выходов автомата A).

Особенностью автомата Мили является то, что функция выходов является двухаргументной и символ в выходном канале y(t) обнаруживается только при наличии символа во входном канале x(t).

Автомат Мура

Зависимость выходного сигнала только от состояния представлена в автоматах типа Мура (англ. Moore machine). В автомате Мура функция выходов определяет значение выходного символа только по одному аргументу — состоянию автомата. Эту функцию называют также функцией меток, так как она каждому состоянию автомата ставит метку на выходе.