講一講芯片設計中的verilog是什么

相信不少人都聽過verilog這個詞，今天我就想講一講我所理解的verilog是什么。

Verilog是一種硬件描述語言，它最基本的功能，就是把一份電路圖用代碼的形式表示出來，然后讓計算機理解一份代碼所對應的電路。

硬件描述語言有很多，現在主流的基本就是verilog，或者它的升級版systemverilog。之前上學的時候還接觸過VHDL，但現在好像慢慢地沒什么人在用了。

Verilog代碼和C、Java這種計算機編程語言有本質的不同，verilog里基本所有寫出來的東西都會對應實際的電路。

聲明變量的時候如果指定是一個reg，那么這個變量就有寄存數值的功能，可以綜合出來一個實際的寄存器；如果指定是一段wire，那么他就只能傳遞數據，只是表示一條線。

在verilog里寫一個判斷可能就對應了一個mux，寫一個for可能就是把一段電路重復好幾遍（這在電路設計中是不太實用的，for語句也好像只在systemverilog中才支持）。

最能體現電路設計思想的就是always塊了，它可以指定某一個信號在某個值或某個跳變的時候執行塊里的代碼。

總之，前端工程師寫verilog代碼的目的，就是要對應出一個實際的電路出來，這個電路會完成我們期望的邏輯功能。

但是，人類寫出來的verilog代碼是高度抽象的，一般人甚至編碼者自己也很難把一段verilog代碼和實際的電路聯系起來。

編碼者在編寫的時候更多的是關心信號的邏輯功能有沒有錯誤，我們會看每一個關鍵信號的波形，確保輸入輸出一切正常。

至于哪里用了一個三輸入與門或者兩個二輸入與門我們不會去關心。一般就把這些人類寫出來的很抽象的代碼叫做verilog RTL代碼，RTL是register transition level。

RTL代碼要翻譯給機器看懂，還要經過synthesis（綜合）這一步。這一步是tool完成的，它表示就把RTL變成最基本的邏輯門連接的形式，還是以verilog的格式寫出來，一般我們就稱綜合后的verilog為網表文件，或者叫netlist。

綜合的時候已經要開始考慮芯片PPA的性能了，要知道，一段邏輯相同的電路，可能有很多種實現方式。

比如說一個邏輯表達式可以寫成與非的形式，也能寫成或非形式，對應的電路可能就是與非門或者或非門。

而對于同一種電路，選用的cell可能也不一樣，同樣是一顆buffer，要選驅動能力多大的、開啟電壓選多大的等等也有很多講究。

后端在拿到netlist就可以布局布線了，我們后端在做的時候netlist也不是會一成不變的，我們會在確保邏輯功能不變的前提下對netlist進行改動。

但是，改動之后必須要和改動前的netlist對比檢查，確保沒有改它的邏輯才行。

這一步有時候我們就會稱為formal檢查，formality就是一個可以用來做這種檢查的工具，synopsys家的。實際上，前端在綜合前后也會做類似的檢查。