对于FPGA工程师来说，RTL设计是常见的FPGA必不可少的设计环节，但对于小白来说，很多小白不懂RTL设计，甚至数次在FPGA或RTL设计常走歪路，所以本文将详谈RTL设计。

1、使用Verilog进行RTL设计

使用Verilog进行RTL设计一般可归纳为以下：

①数据流描述：采用assign连续赋值语句

②行为描述：使用always语句或initial语句块的过程赋值语句

③结构化描述：实例化已有的功能模块或原语，即元件例化和IP core。

其中，连续赋值语句是连续驱动的，也就是说只要输入变化，都会导致该语句的重新计算。其被赋值的变量不会被电路寄存。过程赋值语句包括非阻塞过程赋值、阻塞过程赋值和连续过程赋值。

2、硬件设计意识

RTL设计其实就是用语言的方式去描述硬件电路行为的过程。这同一般的软件设计有很大区别，因为对于很多的软件代码，硬件电路是无法实现的(即无法综合，从语言到硬件电路的解析过程称为综合)。我们只能使用可综合的代码结构来实现我们所需的硬件电路。

首先，我们需要建立硬件设计的意识，硬件意识是RTL级设计的基础。

①电路在物理.上是并行工作的。其含义是，一旦接通电源，所有电路都同时工作。

②电路行为的先后顺序通过时钟节拍得顺序来体现。

3、RTL级设计时需注意的问题

①凡是在always或initial语句中赋值的变量，一定是reg类型变量；凡是在assign语句中赋值的变量，一定是wire类型变量。

②定义存储器：reg[3:0] MEMORY[0:7]；地址为0-7，每个存储单元都是4bit；

③由于硬件是并行工作的，在Verilog语言的module中，所有描述语句（包括连续赋值语句assign、行为语句块always和initial语句块以及模块实例化）都是并发执行。

④使用完备的if....else语句，使用条件完备的case语句并设置default操作，以防止产生锁存器latch，因为锁存器对毛刺敏感。

⑤研究设计组合逻辑反馈环路，最易引起振荡、毛刺、时序违规等问题。

⑥不要在两个或两个以上的语句块（always或initial）中对同一个信号赋值。