FPGA学习（第4节）-FPGA设计中的规则技巧要点及常见语法（重要）
Verilog语言来设计FPGA。不同于用C语言实现功能，C语言你可以用很笨很乱的代码，基本都能解决问题，但是Verilog设计硬件电路不一样,如果设计思路不规范，设计代码逻辑混乱，功能无法实现不说，问题更是不能定位。整理此文目的，希望对大家FPGA设计规范，基本语法的掌握能有一点启示。在Verilog设计代码中注意这些规范，以免设计出混乱的电路。
通过读一些Verilog的书，可以发现，里面设计很多规则，一时难以完全吸收，会产生一种混乱的设计思路，虽然实现
一些简单的流水灯电路，可能不会受太多影响，但是项目稍微庞大将会出现一些问题。
零、入门基础
上面硬件语言描述的就是D触发器的特性
复位时Q=0；当有时钟上升沿的时候，把D的值给了Q
先有时钟上升沿再有Q的变化.
没有时钟上升沿到来，那么Q的值就保持不变
时钟之后1点点Q的值变化。先有上升沿再有Q变化
D触发器就想成是一个硬件器件。
想象成芯片。
硬件电路芯片。
有一个物的概念。
把名字相同的东西链接起来，是某个功能的硬件东西。
下载到板子，就按特定功能去运行了。
不能出现上面这个设计
加一条件
结束条件
一、语法规范中的用与不用
1、语法精简，去除不常用语法。
Verilog语法结构很多，还是很复杂的，现在规范语法，只是用很少的语法，实现所有功能。
设计中不用的语法：
（1） initial（设计不用、仿真使用）
（2） task/function（设计不用、仿真很少用）
（3） for/while/repeat/forever（设计不用、仿真很少用）
（4） integer（设计不用）
（5） 模块内部不能有X态、Z态、内部不能有三态接口
（6） Casex/casez（设计仿真都不用）
（7） Force/wait/fork（设计不用，仿真很少用）
（8） #5 （设计不用，仿真时使用）2、常用的设计语法
（1） reg/wire、parameter
（2） assign（建议改名时使用，不是很常用）、always（最常用）
（3） 只允许使用ifelse和case两种条件语句
（4） 算数运算符（+-*/%）
（5） 赋值运算符（=，<=）（时序逻辑用<=，组合逻辑用=；其他情况不存在）
（6） 关系运算符(<,>,<=,>=)
（7） 逻辑运算符（&&,||,!）(为了避免歧义，逻辑运算符两边为1bit信号)
（8） 位运算符（<<,>>）
（9） 拼接运算符（{}）
只用标黄的三个语法，几乎可以设计出所有项目需求。二、电路设计的三种结构
（1） 组合逻辑电路
固定结构：
[email protected]（*）begin
语句；
end
（2） 时序逻辑电路
a）同步复位的时序电路
[email protected]（posedge clk）begin
if（rst_n==1’b0）begin
语句；
else begin
语句；
end
end
b）异步复位的时序电路（复位时钟信号来就复位）
[email protected]（posedge clkor negedge rst_n）begin
if（rst_n==1’b0）begin
语句；
else begin
语句；
end
end
同步异步相对于时钟而言，同步就是与时钟同步
三、电路设计要点
（1）一个always只产生一个信号（是设计思想和设计方法、给代码调试分析带来优点）
不能是下面这样：
应该是：
（2）一个信号只能在一个always中产生
（3）always是产生信号的方法，在什么情况下，这个信号的值为多少。一个always需考虑全部情况
（4）条件判断语句只使用if else 和 case ，其他都不用。
（5）含有posedge或 negedge的，一定是D触发器，是时序电路。
（6）设计时，如果想立刻有结果，就用组合逻辑；如果想延时一拍有结果，就用时序逻辑。
四、运算符语法
3’b110：3根线，二进制表示值为110。
5’d10：5根线，十进制表示值为10。
8’ha2：8根线，十六进制表示值为a2。
（1)模块的例化+参数例化
不是顶层模块，被其他模块调用。例化两个后，模块名一样，占用两个电路例化—》搭建复杂电路，从小到大
例化方法及书写：
模块定义左+实例化右（模块名 例化名（区分模块123。。。））
参数例化，例化的目标可能和原模块的位宽不一致，所以进行参数的例化
（2）设计中只用两种类型，一个reg（寄存器）、一个wire（导线）。
1. wire和reg都是定义信号，没有其他意思（寄存器或者线）
2. 本模块内，用always里设计的信号都用reg；其他如assign、例化模块输出的信号用wire。
assign可以认为是对信号定义或者命名
例：Row是本模块产生吗是，是always产生吗 不是是例化产生的 用wire类型
（3）参数化 parameter，参数名称大写。
（4）算数运算符：
+-*（用的多）/%（用得少、占用资源很大）
+（加）, -（减）, *（乘）, /（除）
1. 直接使用
2. 除法和求余少用
（5）关系运算符
>=（大于等于）,>（大于）, <（小于） ,<=（小于等于）,==（等于）
1. 直接使用，结果为逻辑真或假
2. 只使用：==，>=和<
（6）赋值运算符
时序用<= 逻辑用=
（7）逻辑运算符
||（或者）,&&(并且)
1. 按字面去理解
（8）位运算符
（9）移位运算符
1. <<（右移）,>>（左移）
2. 左移，低位补零
3. 右移，高位补零
4. 左移，其实就是乘法. a = b<<2 等价于 a = b*4。
5. 右移，其实就是除法。a=b>>2，等价于a = b/4
（10）拼接运算符
（11）
（12）
data[cnt] <= 0;
将0赋给data中第cnt跟线。
data <= din[cnt];
将din第cnt根线的值，赋给data
reg [3:0] data;
data <= {data[2:0],data[3]}
等价于：
data[3:0] <= {data[2:0],data[3]}
等价于(以下同时赋值)：
data[0] <= data[3];
data[1] <= data[0];
data[2] <= data[1];
data[3] <= data[2];
例如：现在值为4’b1011，赋值后为4’b0111，再之后是4’b1110
五、设计总结
三种电路：组合逻辑1+时序逻辑2
两种条件：if else+case
一一法则：一个always只产生一个信号+一个信号只能在一个always中产生；
目的：最简单的代码+最简洁的方式，实现易读、健壮、高效的Verilog代码。