· 基本硬件設(shè)計(jì)模式 ·

讀者如果學(xué)習(xí)了verilog，并且有了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的話應(yīng)該強(qiáng)烈的感受到，verilog和軟件（諸如C/C++）有著本質(zhì)且明顯的差別，是一條不可跨越的鴻溝。所以初學(xué)者把C和verilog拿來(lái)作比較是完全沒(méi)用的，甚至?xí)殉鯇W(xué)者繞暈，影響學(xué)習(xí)效率的提高。

雖然verilog比硬件更抽象，但是最終實(shí)現(xiàn)的結(jié)果就是一堆硬件電路。所以評(píng)價(jià)一個(gè)verilog代碼的好壞不是看代碼量多少，而是看最終實(shí)現(xiàn)的功能和性能（有速度和面積2方面）。假設(shè)面積為S，性能為V，定義品質(zhì)數(shù)Q=S/V，Q越小，設(shè)計(jì)的電路越成功。

評(píng)價(jià)一個(gè)設(shè)計(jì)者代碼水平較高，只是這個(gè)設(shè)計(jì)由硬件向verilog表現(xiàn)形式轉(zhuǎn)換更流暢，合理。一個(gè)設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)的性能，很大程度上取決于設(shè)計(jì)的硬件方案是否高效合理。這是兩回事。

也因上述2點(diǎn)，verilog設(shè)計(jì)不刻意追求代碼簡(jiǎn)潔，合理的設(shè)計(jì)方法是首先理解要設(shè)計(jì)的電路，也就是把需求轉(zhuǎn)化為數(shù)字電路，對(duì)此電路的結(jié)構(gòu)和連接十分清晰，然后再用verilog表達(dá)出這段電路。也就是說(shuō)，verilog只是簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)的工作量，本質(zhì)上就是設(shè)計(jì)數(shù)字電路，永遠(yuǎn)繞不開電路這點(diǎn)！這也決定了不能憑空去想代碼，因?yàn)橹挥写嬖诘碾娐凡攀强蓪?shí)現(xiàn)的，而存在的代碼未必可以變成存在的電路。

大家也應(yīng)該知道，在沒(méi)有verilog這種高級(jí)語(yǔ)言之前都是用原理圖設(shè)計(jì)，必須先構(gòu)思好整個(gè)電路框架，才能去實(shí)現(xiàn)。有了verilog以后這種思路并沒(méi)有被拋棄，依然需要大家去思考電路結(jié)構(gòu)，只有深入理解了電路本身，才能夠有高效的設(shè)計(jì)。

· 實(shí)例說(shuō)明 ·

世界上沒(méi)有工作2次就自動(dòng)停下的觸發(fā)器，所以下面的電路綜合是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

repeat（2）@（posedge clk）

d <=x;

雖然上述語(yǔ)法很正確，沒(méi)有毛病，但是是不現(xiàn)實(shí)的，現(xiàn)在的技術(shù)或者提供的語(yǔ)言還沒(méi)有抽象到符合語(yǔ)法的都能直接綜合成電路，他比較生硬，沒(méi)有大家想的那么靈活。

至此可以得出一個(gè)基本結(jié)論，面向硬件的設(shè)計(jì)模式，就是要從電路特征和行為來(lái)編寫代碼。

例如上面的電路，要實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器只工作2次就停止怎么辦呢？這個(gè)電路是存在的，只是不存在工作2次就自動(dòng)停下的觸發(fā)器，所以控制觸發(fā)器運(yùn)行2次后關(guān)閉使能就可以了。按照這個(gè)思路，原理圖如下：

上圖觸發(fā)器輸入數(shù)據(jù)x，輸出數(shù)據(jù)d，觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器使能端由比較器控制，計(jì)數(shù)到2的時(shí)候，計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器都不使能，這樣觸發(fā)器就只工作了2次。也可以認(rèn)為是一個(gè)簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)，計(jì)數(shù)器就是狀態(tài)控制。具體代碼請(qǐng)讀者思考，首先用上圖思路，再用三段式狀態(tài)機(jī)思路，建議二者都寫出來(lái)，好好比較綜合后的RTL圖，并且仿真確保結(jié)果正確。