知乎上刷到一個問題,問性能最強的編程語言是什么?看到高贊回答到是Verilog,然后在評論區就引發了一場Verilog到底算不算編程語言的爭論,我覺得比較有意思,所以就也打算嘮嘮這個事情。
趁著最近奇葩說正播,本篇文章試著用辯論的形式來討論一下這個問題。正反兩方,正方:Verilog當然算編程語言,反方:Verilog不能稱為編程語言。接下來,有請雙方立論。正方先開始。
正方
Verilog當然算是編程語言,首先我們來看看什么叫編程語言。根據維基百科,最早的編程語言是在電腦發明之前,當時是用來控制提花織布機及自動演奏鋼琴的動作。
所以并不是說在計算機體系結構上跑的才能叫編程語言,你做一段可以自動彈棉花的動作,規定規則(語法)和含義(語義),這就可以稱為一段編程語言。再來看Verilog,符合編程語言描述的語法和語義,然后通過綜合(編譯)生成bit流文件,下載到FPGA上,FPGA根據這個bit流文件,然后將內部的LUT、D觸發器等基本單元任意組合實現組合電路和時序電路。
最終使FPGA能實現各種硬件功能。請問這樣還不算編程語言算什么?這是我方的第一個論點。
再來,我準備了一頁PPT
TIOBE公司公布的1月全球最流行編程語言排行榜,可以看到Verilog還沒有排到前50 ,但是沒關系,Verilog上榜了,權威機構都說明了,所以Verilog作為編程語言,還有什么需要爭論的。這是我方第二個論點。
再來,剛才我在前面提到了FPGA,FPGA的全稱是什么,Field Programmable Gate Array,現場可編程邏輯門陣列,看到沒有——可編程,那么它對應的編程語言是啥,就是Verilog。
我們很多理工科專業的朋友在學校或多或少都接觸過FPGA??梢哉f在FPGA上你可以用Verilog寫出任何數字電路,但是這個編程的過程也是非常漫長和枯燥的,因為你要從最小一個門,一個D觸發器開始搭建,然后要進行漫長的仿真調試,才能實現最終一個硬件功能。
為什么設計起來這樣累的語言還一直被我們使用,因為它是目前我們設計電路最主流、流程最完善、PPA權衡最好的語言,如果說有人問?目前性能最強的編程語言是什么,那么我一定回答是Verilog,因為沒有哪個語言的運行速度能跑得快FPGA和ASIC。
反方
OK,別著急,我們慢慢來,都在射程范圍之內,都在射程范圍之內。
剛才,對方一直不斷重復Verilog,Verilog,但是卻沒有說全Verilog的全稱是什么,Verilog HDL,HDL是什么,不是Hardware Design Language硬件設計語言,是Hardware Description Language硬件描述語言??吹經]有,Verilog在定義時在名稱上就說的明明白白,它是硬件描述語言,而不是編程語言。
再來,對方第二個論點,舉例了一個TIOBE的最流行編程語言排行榜,說上面有Verilog,覺得這就是權威,從而得出結論,說Verilog是編程語言。首先,我方相信這個排行榜的流行準確性,但是你要知道這個排行榜是否會真的去研究Verilog到底能不能歸類到編程語言范疇的這個問題?
因為這個排行榜真正在意的重點是語言的受歡迎程度,而不是語言的準確分類。如果今天有一個排行榜,來公布的是最流行的硬件描述語言的話,我相信排在第一第二的肯定是VHDL和Verilog HDL。
所以我方認為對方的第二個論點不成立。
至于對方所提到的第三點,FPGA全稱是現場可編程邏輯門陣列,但是這里的可編程應該理解為可更改的意思,而并不是Verilog對它進行編程。用Verilog描述的電路可以運行在FPGA上,意味著這個電路是可更改,可擦除的。
對方最后提到的Verilog是性能最強的編程語言,我認為這樣和其他編程語言做比較,完全就是在作弊,因為編程語言都是最終被編譯成二進制指令,運行在電路上的,Verilog就是電路本身。沒有人能快過電路本身。
我們把編程語言寫出來的代碼叫程序,程序是什么?在計算機中程序就是控制計算機的指令。HDL寫出來的代碼叫什么?好像也不能直接叫程序,因為從某種意義上它只是電路的一種描述形式,它可以說就是計算機、就是電路。所以用Verilog寫的代碼只能叫代碼,不能叫程序。這是Verilog和編程語言的本質區別。
最后,這道題目我們在討論的是什么,我們在討論的是編程語言嗎?不是,這道題目我們最終要討論的是,你在寫Verilog的時候,是否心中有電路。我們在寫Verilog時,是在做一個電路設計,Verilog只是作為一個工具,幫我們將腦海構思的設計、電路給實現出來。
況且你寫代碼的時候,不僅心中要有電路,而且還得寫下來,畫出來,然后照圖施工。如果你真的清楚的知道自己是在做什么,而不是利用現有積累的語法規則和方法去實現一定的功能的時候,你就不會提出這個問題。因為你清楚,我這不是在編程,我這是在描述硬件,我是在設計電路。綜上,我方認為Verilog不是編程語言,它是硬件描述語言。
最后
Verilog是一種硬件定義語言。編程語言通常被理解為用于告知現有硬件要做什么的語言,而不是直接用于描述硬件的語言,即使在維基百科和各大網站會把Verilog歸類到編程語言當中,廣義上來說編程語言的范疇甚至在計算機出現之前,硬要這么歸類,也沒問題。但是我認為我們學習、使用Verilog的朋友,必須要區分開軟硬件的差異。用Verilog寫代碼不叫編程,那叫描述電路。
關于這個問題,你還有什么見解,歡迎評論區留言。責任編輯:haq
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原文標題:靈魂發問:Verilog到底能不能算是編程語言?這位技術老兵是這樣說的……
文章出處:【微信號:pcbgood,微信公眾號:奈因PCB電路板設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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