Verilog HDL数字系统设计教程-夏宇闻

Verilog HDL数字系统设计教程-夏宇闻

Verilog 数字系统设计教程-- 建模、仿真、综合、验证和实现 --

北京航空航天大学

夏宇闻 2004年版

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课时安排和学习方法 十次讲课每次2小时； 五次实验每次4小时； 一次上机实验考核加面试共4小时； 课堂 20+20+4=44小时，自己看书40小时 共计84小时； 理论与实践结合的学习方法； 考核方法：认真听课20%;下课复习 20%;实验课操作20%;最后考核40%

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讲课的主要内容 复杂数字系统与信号处理的关系 为什么要研究复杂的数字逻辑系统 设计数字系统的基本方法 设计复杂数字系统的工具和手段 数字系统的基本结构 Verilog 语言的特点和基本语法

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讲课的主要内容 Verilog模块和电路结构的关系 两种不同的Verilog模块 可综合模块的风格 测试用模块的编写要点 语法要点 设计示例分析

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讲课的目的 提醒书本上容易忽略的内容； 指出重点和关键点； 帮助同学理解书本上的难点； 自己看书、上机练习为主； 互相认识，以便交流。

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复杂数字系统与信号处理的关系-- 接口逻辑 + 专门设计的高速计算逻辑

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数字信号处理、计算、程序 算法和硬线逻辑的基本概念 数字信号处理 计算(Computing) 算法和数据结构 编程语言和程序 体系结构 硬线逻辑

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数字信号处理的基本概念 现代电子系统设备中广泛使用了数字信号处理 专 用集成电路。 用于数字信号传输中所必需的滤波、变换、加密、 解密、编码、解码、纠检错、压缩、解压缩等操 作。 处理工作从本质上说都是数学运算。 完全可以用计算机或微处理器来完成处理工作。

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计算(Computing)的基本概念“Computing 这门学问研究怎样系统地有步骤 地描述和转换信息，实质上它是一门覆盖了 多个知识和技术范畴的学问，其中包括了计 算的理论、分析、设计、效率和应用。它提 出的最基本的问题是什么样的工作能自动完 成，什么样的不能。”(摘自Denning et al., “Computing as a Discipline,” Communication of ACM, January,1989)。

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算法和数据结构的基本概念 算法就是解决特定问题的有序步骤。 数据结构就是解决特定问题的相应的 模型。

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编程语言和程序的基本概念 编程语言：程序员利用一种由专家设计的既可以被人理解， 也可以被计算机解释的语言来表示算法问题的求 解过程。这种语言就是编程语言。

程序： 由编程语言所表达的算法问题的求解过程就是。

常 用 的 编 程 语 言 ： C、Pascal、Fortran、Basic或汇编语言。

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计算机体系结构和硬线逻辑 的基本概念 计算机体系结构：是一门 讨论和研究通用

的计算机中央处理器如何提高运算速度 性能的学问。

硬线逻辑： 由与门、或门、非门、触发器、多路器等基本逻辑部件造成的逻辑系 统。

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数字信号处理系统的分类 非实时系统：信号处理的工作是可以事后进行。

实时系统：信号处理的工作必须在规定的很短的时间内完 成。

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数字信号处理系统的实现 非实时系统： 通用的计算机和利用通用计算机改装的设备，主 要工作量是编写 “C” 程序。输入 /输出数据大多 为文本 。 实时系统： 信号处理专用的微处理器为核心的设备，主要工 作量是编写汇编程序。输入/输出数据大多为数据 流，直接用于控制 。

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实时数字信号 处理系统实现中存在的技术难点1) 算法问题。 2) 电路实现问题： 如果由最快的信号处理专用的微处理器为 核心的设备也来不及处理如此大量的数据 怎么办呢？

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实时数字信号 处理系统实现中存在的技术难点 和解决办法1) 算法问题。研究并行快速算法。 2) 电路实现问题： 设计并研制具有并行结构的数字和计 算逻辑结构和相应的接口逻辑。