1、Verilog语法基础
在Verilog中，如何声明一个输入端口和一个输出端口？
在Verilog中，端口的声明通常位于模块的端口列表中。输入端口使用input关键字，输出端口使用output关键字。
例如：
module my_module(
input wire clk, // 时钟输入
output wire rst // 复位信号输出
);
endmodule
2、数据类型理解
在Verilog中，wire和reg两种数据类型有什么区别？
wire和reg是Verilog中两种基本的数据类型。
wire用于声明连线，它代表一个信号的物理载体，不能被赋值，其值由电路的其他部分决定。
reg用于存储数据，可以被赋值，通常在always块中使用，表示寄存器或存储元件。
示例：
wire data_in; // 声明一个连线
reg data_out; // 声明一个寄存器
3、时序逻辑设计
如何用Verilog描述一个简单的D触发器？
D触发器是一种基本的时序逻辑元件，它在时钟信号的上升沿捕获输入信号，并在下一个时钟上升沿将该值传递到输出。
Verilog代码示例：
module d_flip_flop(
input wire clk,
input wire d_in,
output reg d_out
);
always @(posedge clk) begin
d_out <= d_in;
end
endmodule
在这个例子中，always块指定了在clk的每个上升沿触发，并将输入d_in的值赋给输出d_out。
4、组合逻辑设计
如何实现一个简单的2输入与门（AND gate）？
与门是一种组合逻辑元件，只有当所有输入都为高电平时，输出才为高电平。
Verilog代码示例：
module and_gate(
input wire a,
input wire b,
output wire c
);
assign c = a & b;
endmodule
5、时钟域处理
在Verilog中，如何正确处理单bit数据时钟域交叉问题？
时钟域交叉是指信号从一个时钟域传递到另一个时钟域，这可能导致亚稳态和数据不确定性。
处理时钟域交叉的一种方法是使用双时钟域寄存器或数据同步器。
Verilog代码示例：
module clock_domain_crossing(
input wire src_clk,
input wire dst_clk,
input wire src_data,
output reg dst_data
);
reg src_data_sync1, src_data_sync2;
always @(posedge src_clk) begin
src_data_sync1 <= src_data;
src_data_sync2 <= src_data_sync1;
dst_data <= src_data_sync2;
end
endmodule
在这个例子中，src_data信号通过两个同步寄存器进行同步，以减少在src_clk和dst_clk之间传递时产生亚稳态的风险。
6、测试与验证
在Verilog中，如何编写一个测试模块来验证一个简单的加法器？
测试模块通常包括对被测试模块的例化，并提供必要的输入激励以及检查输出是否正确。
Verilog代码示例：
module adder_testbench;
reg [7:0] add_a, add_b;
wire [7:0] add_result;
adder UUT (.a(add_a), .b(add_b), .result(add_result)); // UUT是被测试模块的实例
initial begin
add_a = 8'b1000_0001;
add_b = 8'b0111_1100;
#20; // 等待一段时间，让加法器运算
if(add_result == 8'b1111_1101) begin
$display("Test passed!");
end else begin
$display("Test failed! Expected 8'b1111_1101, got %b", add_result);
end
#10;
$finish;
end
endmodule
7、边沿检测逻辑
如何在Verilog中实现一个上升沿检测器？
上升沿检测器用于检测输入信号从低电平跳变到高电平的瞬间。这通常通过比较当前值和上一值来实现。
Verilog代码示例：
module edge_detector(
input wire clk,
input wire sig,
output reg rising_edge
);
reg sig_pos, sig_neg;
always @(posedge clk) begin
sig_pos <= sig;
sig_neg <= sig_pos;
rising_edge <= ~sig_neg & sig_pos;
end
endmodule
8、同步与异步复位
在Verilog中，如何实现一个具有异步复位的寄存器？
异步复位意味着复位信号不依赖于时钟信号，可以在任何时候将寄存器的值复位到一个已知状态。
Verilog代码示例：
module async_reset_register(
input wire clk,
input wire reset,
input wire data_in,
output reg data_out
);
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) data_out <= 1'b0;
else data_out <= data_in;
end
endmodule
