本文讨论如何在Verilog中的实现不同的赋值,以及它们在逻辑综合中会推断出什么样的电路。
1、当对同一个net,使用多个assign语句,会综合出什么样的逻辑?
在可综合的verilog代码中,为同一个net使用多个assign语句是错误的。综合工具会报出语法错误,即“net is being driven by more than one source”。 例如,以下是错误的:
但是,使用多个assign来驱动三态net 是合法的语句,如下示例所示:
2、条件赋值在逻辑综合时会推断出什么电路?
条件赋值通过“?:”实现。 条件赋值在逻辑综合时被推断为MUX。 例如,以下示例是一个简单的MUX:
3、条件赋值嵌套会综合出什么样的电路?
如下例所示,条件赋值嵌套会被综合成MUX “tree ”:
4、 在同一个always语句块中,对同一个reg变量多次赋值会综合出什么电路 ?
在同一个always语句块中,对同一个reg变量进行多次非阻塞赋值时,逻辑综合时会选择最后一个赋值。 例如:
在刚刚的示例中,OR逻辑是最后一个赋值。因此,综合出来的逻辑是OR门。 如果最后一个赋值是“&”运算符,它会综合成一个AND逻辑。
对于组合逻辑中always语句块中的阻塞赋值来说,情况也是如此。
如果多次赋值通常存在于if-else或case语句中。 例如:
在这种情况下,在每个时钟周期仅执行一个唯一的赋值。
在上面的例子中,没有关于哪个语句会被执行赋值的歧义,因为分支控制是明确定义的。
5、为什么时序逻辑应该用非阻塞赋值,如果用阻塞赋值会发生什么?并且与组合逻辑进行比较。
阻塞赋值和非阻塞赋值之间的主要区别是阻塞赋值中的RHS会被立即赋值到LHS,而非阻塞赋值,LHS的赋值是发生在RHS值被计算之后。
以下说明了在时序逻辑中使用阻塞赋值和非阻塞赋值的不同场景:
5.1、 在时序逻辑中使用阻塞赋值
以下是时序逻辑中使用阻塞赋值的Verilog模块示例:
在上面的例子中,reg1,reg2,reg3,out1都是阻塞赋值。 综合结果是单个FF触发器,输入为in1,q输出为out1,如下图所示:
这是因为in1和out1之间的中间结果是以阻塞赋值形式存储在reg1,reg2和reg3中。 结果,对out1的RHS最终计算会被立即赋值到out1, reg1,reg2和reg3已经通过综合进行了优化。
5.2 、 在时序逻辑中使用非阻塞赋值
以下代码示例了时序逻辑中使用非阻塞赋值:
在上面的例子中,reg1,reg2,reg3,out1为非阻塞赋值。 综合结果为4个触发器。
这是因为in1和out1之间的中间结果是以非阻塞赋值存储在reg1,reg2和reg3中。在这种情况下,输出是由clk事件控制的移位寄存器。
5.3 、在组合逻辑中使用阻塞赋值
以下示例说明了组合逻辑中的阻塞赋值的用法:
在上面的使用阻塞赋值的组合逻辑语句中,没有posedge,并且“<=”被“=”替换。 由此综合的逻辑很简单,是in1到out1之间的连线。
这是因为所有的赋值都是立即执行的,没有需要等待的事件。
本文转载自公众号:芯片数字实验室
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