vhdl与verilog的区别

当前最流行的硬件设计语言有两种，即 VHDL 与 Verilog HDL，两者各有优劣，也各有相当多的拥护者。VHDL 语言由美国军方所推出，最早通过国际电机工程师学会(IEEE)的标准，在北美及欧洲应用非常普遍。而 Verilog HDL 语言则由 Gateway 公司提出，这家公司辗转被Cadence所购并，并得到Synopsys的支持。在得到这两大 EDA 公司的支持后，也随后通过了 IEEE 标准，在美国、日本及中国台湾地区使用非常普遍。

1.整体结构

点评：

两者结构基本相似，并行语句的种类也类似;

VHDL语言需要进行大量说明，程序通常比较长;

Verilog HDL通常不进行说明，或只进行非常简短的说明，程序比较简短。

2.数据对象及类型

VHDL

常量 信号 变量 9种预定义类型 各类用户定义类型

可描述各类不同的量

必须进行类型说明

运算时必须考虑类型的一致性和适用性

Verilog HDL

常量： 数量，参量

变量：网络型 寄存器型

类型种类少

运算时所受的约束少

3.运算符号

运算主要分为3类 ： 算术运算 逻辑运算 关系运算

算术运算

VHDL中有10种 但很多都不能进行综合，只能用于行为描述

Verilog HDL中只有能够综合的5种

逻辑运算

VHDL中 有常用的6种，均用字符形式表达

Verilog HDL中有3类共14种，

分为一般逻辑运算，位逻辑运算，缩减逻辑运算

关系运算

VHDL中有6种

Verilog HDL中有2类共8种，对比增加了全等和不全等(用于对不定态比较)。

除了以上3类运算外，VHDL中还有连接运算，Verilog HDL中还有连接运算、移位运算和条件运算。

点评：

VHDL的运算划分比较抽象，适应面较广

Verilog HDL的运算划分比较具体，对逻辑代数反映更细致一些。

4.语句

两种语言的语句都分为并行语句和顺序语句，并行语句在主程序中使用，顺序语句只能在子结构中使用;

并行语句都分为3种形式：

function function 'define

procedure task

6.附加结构

library

package 'include

7.典型程序对比：

8位4选1MUX

初学者往往头疼于选哪种入门合适。其实，随便选一种即可。最关键的是要养成良好的代码编写风格，在满足功能和性能目标的前提下，增强代码的可读性、可移植性。

良好代码编写风格的通则概括如下：

(1) 对所有的信号名、变量名和端口名都用小写，这样做是为了和业界的习惯保持一致;对常量名和用户定义的类型用大写;

(2) 使用有意义的信号名、端口名、函数名和参数名;

(3) 信号名长度不要太长;

(4) 对于时钟信号使用clk 作为信号名，如果设计中存在多个时钟，使用clk 作为时钟信号的前缀;

(5) 对来自同一驱动源的信号在不同的子模块中采用相同的名字，这要求在芯片总体设计时就定义好顶层子模块间连线的名字，端口和连接端口的信号尽可能采用相同的名字;

(6) 对于低电平有效的信号，应该以一个下划线跟一个小写字母b 或n 表示。注意在同一个设计中要使用同一个小写字母表示低电平有效;

(7) 对于复位信号使用rst 作为信号名，如果复位信号是低电平有效，建议使用rst_n;

(8) 当描述多比特总线时，使用一致的定义顺序，对于verilog 建议采用bus_signal[x:0]的表示;

(9) 尽量遵循业界已经习惯的一些约定。如*_r 表示寄存器输出，*_a 表示异步信号，*_pn 表示多周期路径第n 个周期使用的信号，*_nxt 表示锁存前的信号，*_z 表示三态信号等;

(10)在源文件、批处理文件的开始应该包含一个文件头、文件头一般包含的内容如下例所示：文件名，作者，模块的实现功能概述和关键特性描述，文件创建和修改的记录，包括修改时间，修改的内容等;

(11)使用适当的注释来解释所有的always 进程、函数、端口定义、信号含义、变量含义或信号组、变量组的意义等。注释应该放在它所注释的代码附近，要求简明扼要，只要足够说明设计意图即可，避免过于复杂;

(12)每一行语句独立成行。尽管VHDL 和Verilog 都允许一行可以写多个语句，当时每个语句独立成行可以增加可读性和可维护性。同时保持每行小于或等于72 个字符，这样做都是为了提高代码得可读性;

(13)建议采用缩进提高续行和嵌套语句得可读性。缩进一般采用两个空格，如西安交通大学SOC 设计中心2 如果空格太多则在深层嵌套时限制行长。同时缩进避免使用TAB 键，这样可以避免不同机器TAB 键得设置不同限制代码得可移植能力;

(14)在RTL 源码的设计中任何元素包括端口、信号、变量、函数、任务、模块等的命名都不能取Verilog 和VHDL 语言的关键字;

(15)在进行模块的端口申明时，每行只申明一个端口，并建议采用以下顺序：

输入信号的clk、rst、enables other control signals、data and address signals。然后再申明输出信号的clk、rst、enalbes other control signals、data signals;

(16)在例化模块时，使用名字相关的显式映射而不要采用位置相关的映射，这样可以提高代码的可读性和方便debug 连线错误;

(17)如果同一段代码需要重复多次，尽可能使用函数，如果有可能，可以将函数通用化，以使得它可以复用。注意，内部函数的定义一般要添加注释，这样可以提高代码的可读性;

(18)尽可能使用循环语句和寄存器组来提高源代码的可读性，这样可以有效地减少代码行数;

(19)对一些重要的always 语句块定义一个有意义的标号，这样有助于调试。注意标号名不要与信号名、变量名重复;

(20)代码编写时的数据类型只使用IEEE 定义的标准类型，在VHDL 语言中，设计者可以定义新的类型和子类型，但是所有这些都必须基于IEEE 的标准;

(21)在设计中不要直接使用数字，作为例外，可以使用0 和1。建议采用参数定义代替直接的数字。同时，在定义常量时，如果一个常量依赖于另一个常量，建议在定义该常量时用表达式表示出这种关系;

(22)不要在源代码中使用嵌入式的dc_shell 综合命令。这是因为其他的综合工具并不认得这些隐含命令，从而导致错误的或较差的综合结果。即使使用Design Compiler，当综合策略改变时，嵌入式的综合命令也不如放到批处理综合文件中易于维护。这个规则有一个例外的综合命令，即编译开关的打开和关闭可以嵌入到代码中;

(23)在设计中避免实例化具体的门级电路。门级电路可读性差，且难于理解和维护，如果使用特定工艺的门电路，设计将变得不可移植。如果必须实例化门电路，我们建议采用独立于工艺库的门电路，如SYNOPSYS 公司提供的GTECH 库包含了高质量的常用的门级电路;

(24)避免冗长的逻辑和子表达式;

(25)避免采用内部三态电路，建议用多路选择电路代替内部三态电路。