硬件描述语言实验报告剖析.doc

《硬件描述语言》 学 院： 学　　号： 姓　　名： 专 业： 实验时间： 实验地点： 指导教师： 年 月 实验一 简单组合逻辑设计 一、实验目的及要求： 1.掌握基本组合逻辑电路的实现方法。 2.初步了解两种基本组合逻辑电路的生成方法。 3.学习测试模块的编写。 4.通过综合和布局布线了解不同层次仿真的物理意义。 二、实验设备及要求 装有modesim和synplify的电脑一台 实验内容与步骤 实验内容： 本次实验采用Verilog HDL语言设计一个可综合的数据比较器，其功能是比较数据a与数据b的结果，如果两个数据相同，则输出结果1，否则给出结果0；并写出测试模型，使其进行比较全面的测试。 实验步骤： （1）建立工程文件，编写模块源码和测试模块,要求测试模块对源文件进行比较全面的测试； （2）编译源码和测试模块，用测试模块对源文件进行测试，并进行仿真； （3）观察综合后生成的文件和源文件的不同点和相同点。 （4）综合时采用不同的FPGA器件，观察综合后的结果有什么不同。 四、实验结果与数据处理： 1.RTL图及仿真后波形图： 综合后的电路图： 五、分析与讨论： 1.课本练习一的测试方法二中，第二个initial块有什么用？它与第一个initial块有什么关系？ 答：测试方法二中的第二个initial用来暂停仿真以便观察仿真波形，它与第一个initial是并行关系 2.如果在第二个initial块中，没有写出#10000或者$stop，仿真会如何进行？ 答：如果没有写#10000，仿真会直接停止，没有$stop，仿真不会结束。 比较两种测试方法，哪一种更全面？ 答：第二种测试方法更全面，测试了更多种的变换的情况。 实验二 简单分频时序逻辑电路的设计 实验目的及要求： 1.掌握条件语句在简单时序模块设计中的使用； 2.掌握verilog语句在简单时序模块设计中的使用； 3.学习在Verilog模块中应用计数器； 4.学习测试模块的编写、综合和不同层次的仿真。 实验设备及要求 装有modesim和synplify的电脑一台 实验内容与步骤： 1.实验内容： （1）使用always块和@(posedge clk)或@（negedge clk）的结构来表述时序逻辑，设计1/2分频的可综合模型。得到如下波形图： （2）对模块进行RTL级仿真、综合后门级仿真，布局布线仿真； 2.实验步骤： （1）建立工程文件，编写模块源码和测试模块,要求测试模块能对源文件进行比较全面的测试。 （2）编译源码和测试模块，用测试模块对源文件进行测试，并综合仿真。得到波形图。 （3）观察综合后生成的文件和源文件的不同点和相同点。 （4）记录数据并完成实验报告。 四、实验结果与数据处理： 1.RTL图及仿真后波形图： 综合后的电路图： 五、分析与讨论： 1.如果没有reset信号，能否控制2分频clk_out信号的相位？ 答：如果没有reset信号，则无法控制2分频clk_out信号的相位。 2.只用clk时钟沿的触发（即不用2分频产生的时钟沿）如何直接产生4分频、 8分频、或者16分频的时钟？ 答：借助一个整型变量j做计数操作。 3.如何只用clk时钟沿的触发直接产生占空比不同的分频时钟？ 答：借助一个整型变量j做计数操作，从而用clk时钟沿的触发直接产生4分频、8分频或者16分频的时钟，及产生占空比不同的分频时钟。 实验三 利用条件语句实现计数分频时序电路 实验目的及要求： 1.掌握条件语句在简单时序模块设计中的使用； 2.掌握最基本时序电路的实现方法； 3.学习在Verilog模块中应用计数器； 4.学习测试模块的编写、综合和不同层次的仿真。 二、实验设备及要求 装有modesim和synplify的电脑一台 实验内容与步骤： 1.实验内容： （1）复习课本，熟悉条件语句的使用方式； （2）建立工程并编写源代码； （3）综合并布局布线仿真并分析always语句在时序逻辑中的作用； （4）学习测试模块的编写、综合和仿真。 2.实验步骤： （·1）建立工程文件，编写模块源码和测试模块,要求测试模块能对源文件进行比较全面的测试； （2）编译源码和测试模块，