What are the Importance and trends of Verilog HDL

Hey everyone!
Today's Article is based on the topic "Verilog HDL" 

What are the importance and trends of Verilog HDL ?. 
So let's begin with no hesitation 

Verilog HDL

In  early  days  digital  circuits  were  designed  with  vacuum  tubes  and  transistor.  Then  integrated  circuits  chips were  invented  which  consists  of  logic  gates  embed  on  them.  As  technology  advances  from  SSI  (Small  Scale Integration),  MSI  (Medium  Scale  Integration),  LSI  (Large  Scale  Integration),  designers  could  implement thousands  of  gates  on  a  single  chip.  So  the  testing  of  circuits  and  designing  became  complicated  hence Electronic  Design  Automation  (EDA)  techniques to verify  functionality  of  building  blocks were  one. 

Emergence of  HDLs :
In  the  field  of  digital  design,  the  complexity  in  designing  a  circuit  gave  birth  to  standard  languages  to  describe digital  circuits  (ie.  Hardware  Description  Languages  -  HDL).  HDL  is  a  Computer  Aided  design  (CAD)  tool for  the  modern  design  and  synthesis  of  digital  systems.  HDLs  were  been  used  to  model  hardware  elements very  concurrently.  Verilog  HDL  and VHDL  are  most  popular  HDLs.
Digital  circuits  are  described  at  Registers  Transfer  Level  (RTL)  by  using  HDL.  Then  logic  synthesis tool  will  generate  details  of  gates  and  interconnection  to  implement  circuits.  This  synthesized  result  can  be used  for  fabrication  by  having  placement  and  routing  details.  Verify  functionality  using  simulation.  HDLs  are used  for  system-level  design  -  simulation  of  system  boards,  interconnect  buses,  FPGAs  and  PALs.

 Importance  of  HDLs :
HDLs  have  many  advantages  that  help  in  developing  large  digital  circuits  reaching  the  optimized  circuit design.

• Designs  can  be  described  at  a  very  abstract  level  by  use  of  HDLs.  Designers  can  write  their  RTL description  without  choosing  a  specific  fabrication  technology.

•   Logic  synthesis  tools  can  automatically convert  the  design  to  any  fabrication  technology.  If  a  new  technology  emerges,  designers  do  not  need to  redesign  their  circuit.

• By describing  designs  in  HDLs,  functional  verification  of  the  design  can  be  done  early  in  the  design cycle.  Since  designers  work  at  the  RTL  level,  they  can  optimize  and  modify  the  RTL  description  until it  meets  the  desired  functionality. 

• Most  design  bugs  are  eliminated  at  this  point.  This  cuts  down design  cycle  time  significantly  because  the  probability  of  hitting  a  functional  bug  at  a  later  time  in the  gate-level  netlist  or  physical  layout  is  minimized. 

• Designing  with  HDLs  is  similar  to  computer  programming.    A  textual  description  with  comments  is an  easier  way  to  develop  and  debug  circuits.  This  also  provides  a  concise  representation  of  the  design, compared  to  gate-level  schematics.  Gate-level  schematics  are  almost  incomprehensible  for  very complex  designs. 

• Verilog  HDL  is  a  general-purpose  hardware  description  language  that  is  easy  to  learn  and  easy  to use.  It  is  similar  in  syntax  to  the  C  programming  language.  Designers  with  C  programming experience  will  find it  easy  to learn  Verilog  HDL. 

• All  fabrication  vendors  provide  Verilog  HDL  libraries  for  post-logic  synthesis  simulation. Thus, designing  a  chip  in  Verilog  HDL  allows the  widest  choice  of  vendors. 

• The Programming Language  Interface  (PLI)  is  a  powerful  feature  that  allows  the  user  to  write  custom  C code  to  interact  with  the  internal  data  structures  of  Verilog.  Designers  can  customize  a  Verilog  HDL simulator  to their  needs with the  PLI. 

Trends  in  HDLs :

Increase  in  speed  and  complexity  go  digital  circuits  will  complicate  the  designer  job,  but  EDA  tools  make  the job  easy  for  designer.  Designer  has  to  do  high  level  abstraction  designing  and  need  to  take  care  of functionality  of  the  design  and  EDA  tools  take  care  of  implementation,  and  can  achieve  a  almost  optimum design.

 Digital  circuits  are  designed  in  HDL  at  an  RTL  level,  so  that  logic  synthesis  tools  can  create  gate  level  net lists.  Behavioral  synthesis  allowed  designers  to  directly  design  in  terms  of  algorithms  and  the  behavior  of  the circuit  EDA  tool  is  then  used  to  translate  and  optimize  at  each  phase  of  design.

descriptions  and  to  establish  equivalency  between  RTL  and  gate  level  net  lists.  Assertion  checking  is  done  to check  the  transition  and  important  parts  of  a  design. 

Modules:

 Verilog  provides  the  concept  of  a  module.  A  module  is  the  basic  building  block  in  Verilog.  A  module  can  be  an element  or  a  collection  of  lower-level  design  blocks.  Typically,  elements  are  grouped  into  modules  to  provide common  functionality  that  is  used  at  many  places  in  the  design.  A  module  provides  the  necessary functionality  to  the  higher-level  block  through  its  port  interface  (inputs  and  outputs),  but  hides  the  internal implementation.  This  allows  the  designer  to  modify  module  internals  without  affecting  the  rest  of  the  design.   In  Verilog,  a  module  is  declared  by  the  keyword  module.  A  corresponding  keyword  endmodule  must  appear at  the  end of  the module  definition. 

Thank you for reading my Article  
For more Articles  Do subscribe our blog