从左到右，从上到下
先搞定缓冲/非门，再写与/或门

1. 实例解读

先以四选一数据选择器进行说明

对于数字逻辑的部分不再说明，直接进行逻辑电路图到Verilog门级建模的人工翻译过程的描述。

1.1 端口和线网分析

• 确定输入/输出端口
  • 输入端口
    • 数据端：i0，i1，i2，i3
    • 控制端：s1，s0（小端序写法，高字节在高位）
  • 输出端口：
    • 数据端：out
• 确定子模块内部线网
  • 非门类：s1n，s0n
  • 与门类：y0，y1，y2，y3

至此，可以翻译的部分为：

module mux4_to_1 ( // 四选一数据选择器模块input i0,i1,i2,i3,input s1,s0,output out);// 设置内部线网wire s1n,s0n;wire y0,y1,y2,y3;<其他> endmodule

【疑问】为什么内部线网用wire而不用寄存器reg？

继续从端口连接规则——污水处理模型来谈及，我们

• 把wire比作无阀门水管
• 把reg比作双阀门水管
• 把设计块的设计过程，比作水管与其他器件的连接过程（此时是没有通水的）
• 把激励块的设计过程，比作管道通水，以测试连接的正确性
  

1.2 器件分析

器件分析的顺序：

对于左边输入，右边输出的逻辑电路图来说：

• 缓冲门/非门单独拎出来
• 从左到右
• 从上到下

因此，有如下器件翻译顺序：

• 非门2个
• 与门4个
• 或门1个

给出如下代码片（非完整代码）

// 连接门电路 not (s1n,s1); not (s0n,s0);// 【特别注意】以下部分的s1，s0的写法是有规律的，背着写就可以 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 完善的设计块

module mux4_to_1( // 1位 四选一数据选择器input i0,i1,i2,i3,input s0,s1,output out);// 声明内部线网wire s0n,s1n;wire y0,y1,y2,y3;// 门级建模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. 总结：门级建模的翻译方法

对于设计好的逻辑电路图来说，有这样的方法进行翻译，这种方法会让你翻译出来的门级描述逻辑清晰严谨

2.1 前提条件

• 逻辑电路图的设计，是数字逻辑课程的内容，这里不讲
• 逻辑电路图需要是优化的，也就是应用层级建模方法设计出来的，而不是很乱的一堆电路图。
  • 例如：设计一个四位全加器，需要首先设计出来一个一位全加器，在这里，一位全加器的逻辑电路图和四位全加器的逻辑电路图是两张图，并且四位全加器直接应用一位全加器的实例

2.2 具体方法

对于某一个子模块的设计来说：

• 先确定端口
• 再确定内部线网
• 再确定需要的逻辑门
  • 先缓冲门/非门，再与/或门
  • 从左到右，从上到下（左边输入，右边输出）

总结

以上是生活随笔为你收集整理的【Verilog HDL】从逻辑电路图到门级建模——人工翻译的方法论的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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