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FPGA基础 -- Verilog语言要素之格式

news 2025/6/18 15:55:43

在 Verilog HDL 中，格式（Format）指的是代码的书写结构与排版风格，它不影响语义正确性，但对代码可读性、可维护性、团队协作、调试效率有极大影响。格式良好的 Verilog 代码可以大大减少出错概率，提升代码复用效率与综合仿真效率。

一、Verilog 格式的核心要素

1. 缩进风格

推荐使用 4空格缩进，不要使用制表符（Tab），以保证跨编辑器的一致性。
所有块结构（如 begin ... end，case，always）应正确缩进。

✅ 示例：

always @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn)data_out <= 0;else if (enable)data_out <= data_in;
end

2. 模块结构布局规范

统一模块书写顺序如下，便于文档生成与逻辑解读：

// 模块声明
module <module_name> (input  wire clk,input  wire rstn,output wire valid
);// 参数定义
parameter WIDTH = 8;// 端口说明（如是中间变量）
input  wire        clk;
input  wire        rstn;
output wire        valid;// 内部信号
reg [WIDTH-1:0] counter;// 主逻辑块
always @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn)counter <= 0;elsecounter <= counter + 1;
endendmodule

3. 对齐与空格使用

运算符 =, <=, ==, +, - 左右加空格
port list、parameter、signal 推荐对齐统一宽度

✅ 示例：

assign valid   = (counter == 8'd255);
assign data_ok = valid && ready;

4. 代码块结构布局

4.1 `if-else`结构

if (cond) begin// ...
end else begin// ...
end

4.2 `case`结构

case (state)IDLE:   next_state = READ;READ:   next_state = WRITE;WRITE:  next_state = IDLE;default: next_state = IDLE;
endcase

4.3 FSM 状态块统一分段

// 状态寄存器
always @(posedge clk or negedge rstn)if (!rstn)state <= IDLE;elsestate <= next_state;// 状态转移
always @(*) begincase (state)IDLE:   next_state = start ? READ : IDLE;READ:   next_state = ready ? WRITE : READ;WRITE:  next_state = done ? IDLE : WRITE;default: next_state = IDLE;endcase
end

二、命名风格（风格虽属格式范畴，但非常关键）

类型	命名风格	说明
端口名	`i_clk`, `o_data`	i_ 表示输入，o_ 表示输出
寄存器	`reg_data`, `reg_valid`	以 reg_ 开头
线网（wire）	`w_data`, `w_ack`	表示组合逻辑线
状态机	`STATE_IDLE`, `STATE_WAIT`	全大写、可枚举
宏定义	`WIDTH, `ADDR_BITS	全大写，统一风格

三、空行与逻辑分组

合理使用空行提升可读性，建议：

空行前后	推荐操作
`module`/`endmodule` 外层	空两行
`always`/`initial` 块之间	空一行
`parameter` 与 `signal` 段之间	空一行
`case` 分支之间	可空一行以突出逻辑层次

四、格式化工具推荐

为了团队规范一致，推荐使用以下格式化工具自动规整 Verilog 代码：

工具	简介	链接
Verible	Google 开源的 Verilog 格式化工具，支持 lint+format	https://github.com/chipsalliance/verible
vlogfmt	简单命令行 Verilog 格式化工具	https://github.com/igorski/vlogfmt
Emacs/Modesim IDE 插件	各种 HDL mode	Emacs HDL Mode
VSCode 插件：Verilog-HDL/SystemVerilog	自动缩进/跳转	Visual Studio Code Extension

五、不良格式案例（反例）

module test(clk,rstn,din,dout);reg[7:0]data;always@(posedge clk or negedge rstn)begin if(!rstn)data<=0;else data<=din;end assign dout=data;endmodule

❌ 问题：

缩进缺失
空格乱用
always 和 assign 写在一行
信号无说明

六、建议配套格式标准文档

团队合作建议统一一份《Verilog 代码书写规范》文档，涵盖：

文件头部模板（含作者、模块描述）
命名规则表
缩进与排版标准
注释规范
工具与检查流程

示例代码片段（格式良好）

// ------------------------------
// Module : edge_detector
// Desc   : 检测上升沿
// ------------------------------
module edge_detector (input  wire clk,input  wire rstn,input  wire sig_in,output wire rise_edge
);reg sig_d;always @(posedge clk or negedge rstn) beginif (!rstn)sig_d <= 0;elsesig_d <= sig_in;
endassign rise_edge = sig_in & ~sig_d;endmodule

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http://www.lryc.cn/news/571083.html