1.语法的注意点
(1)在Verilog模块中,所有的过程块(如initial、always)、连续赋值语句、实例引用都是并行的;
小数点两侧必须有数字
(2)wire型变量:通常用来表示单个门驱动或连续赋值语句驱动的连线型数据。
wire 型变量常用来表示以assign语句赋值的组合逻辑信号。
输入/输出信号缺省时自动定义为wire 型。
对综合器而言, wire 型信号的每一位可以取0,1,X或Z中的任意值。
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(3)寄存器型数据和连线型数据的区别:寄存器型数据保持最后一次的赋值。而连线型数据需有持续的驱动。
寄存器型数据对应的是具有状态保持作用的硬件电路,如触发器、锁存器等。
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(4)过程块
1.所有的赋值信号都是reg类型
2.组合逻辑的所有输入信号都要作为“信号名” 出现在敏感信号表达式中。如果敏感列表中没有列出,就会差生一个
锁存器,因为所有信号的变化不会引起赋值的变化
3.不恰当使用always语句而产生仿真死锁的情况。特别是使用always的循环性来产生时钟。
4.赋值的时候:
对一个REG变量只能出现在一个ALWAYS里面
对信号赋值为BX,综合器器把它无关状态,因而生产的电路最优化
5.在设计中必须保证复位的正确执行
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initial过程块的使用主要是面向功能模拟的,通常不具综合性。
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(5)在使用条件语句时,应注意列出所有条件分支,否则编译器认为条件不满足时,会引进一个触发器保持原值。
在组合电路中应避免这种隐含触发器的存
case语句的最后一个状态最好设置为X,因为硬件电路进行初始化后进入的状态是不确定的。
(6)
进程只有两种状态:执行、等待。
进程一般有敏感信号的变化来启动。
进程内部的语句是顺序执行的。
多进程之间是并行执行的,与进程在程序中的位置无关。
进程之间的通信是由信号来传递的。
2.编程概要
1.时序电路的搭建,用非阻塞
2.所存电路的搭建用非阻塞
3.在ALWAYS块里面组合逻辑时,用阻塞赋值
4.在always模块里面建立时序和组合逻辑时用非阻塞
5.在always里面不能即用非阻塞也用阻塞
6.不能在不同的always块中为同一变量赋值
7.在赋值时,不要使用#延时
8.对同一变量的时候,不能用2中方式赋值
可综合模型的结构
如果程序只用于仿真,那么几乎所有的语法和编程语句都可以使用。但如果程序是用于硬件实现,那么我们就必须保证程序的可综合性,即所编写的程序能被综合器
转化为相应的电路结构。不可综合的HDL语句在用综合工具综合时将被忽略或者报错。作为设计者,应该对可综合模型的结构有所了解。
虽然不同的综合工具对Verilog HDL语法结构的支持不尽相同,但Verilog HDL中某些典型的结构是很明确地被所有综合工具支持或不支持的。
(1)所有综合工具都支持的结
构:always,assign,begin,end,case,wire,tri,aupply0,supply1,reg,integer,
default,for,function,and,nand,or,nor,xor,xnor,buf,not,bufif0,bufif1,
notif0,notif1,if,inout,input,instantitation,module,negedge,posedge,
operators,output,parameter。
(2)所有综合工具都不支持的结构:time,defparam,$finish,fork,join,initial,delays,UDP,wait。
(3)有些工具支持有些工具不支持的结构:casex,casez,wand,triand,wor,trior,real,disable,forever,arrays,memories,
repeat,task,while。
因此,要编写出可综合的模型,应尽量采用所有综合工具都支持的结构来描述,这样才能保证设计的正确性和缩短设计周期。
建立可综合模型的原则
要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性,在建模时应注意以下要点:
(1)不使用初始化语句。
(2)不使用带有延时的描述。
(3)不使用循环次数不确定的循环语句,如forever、while等。
(4)不使用用户自定义原语(UDP元件)。
(5)尽量使用同步方式设计电路。
(6)除非是关键路径的设计,一般不采用调用门级元件来描述设计的方法,建议采用行为语句来完成设计。
(7)用always过程块描述组合逻辑,应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。
(8)所有的内部寄存器都应该能够被复位,在使用FPGA实现设计时,应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。
(9)对时序逻辑描述和建模,应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模,既可以用阻塞赋值,也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中,最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。
(10)不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值,又使用非阻塞式赋值。
(11)如果不打算把变量推导成锁存器,那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。
(12)避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。
(13)同一个变量的赋值不能受多个时钟控制,也不能受两种不同的时钟条件(或者不同的时钟沿)控制。
(14)避免在case语句的分支项中使用x值或z值。
阻塞与非阻塞
建议在时序逻辑建模时使用非阻塞式赋值。因为对于阻塞式赋值来说,赋值语句的顺序对最后的综合结果有着直接的影响,设计者稍不留意就会使综合结果与设计本
意大相径庭。而如果采用非阻塞式赋值,则可以不考虑赋值语句的排列顺序,只需将其连接关系描述清楚即可。如下面的模型:
always @ (posedge clkA) //Label AwA
… = DataOut; //读DataOut的值
always @ (posedge clkA) //Label AwB
DataOut <= …; //采用非阻塞式赋值
如果将上述模型改为阻塞式赋值“DataOut =
…”,按照程序中的书写顺序模拟这些always语句,在clkA上升沿处,always语句AwA读取了DataOut的当前值,然后always语句
AwB再向DataOut赋新值。如果颠倒了这两条always语句的顺序(或仿真器选择重新排定这两条always语句的执行顺序),那么先执行
always语句AwB,导致零时间内将新值赋给DataOut,随后always语句AwA读取的便是更新后的DataOut值。这看起来是由于
always语句都可以执行时,向DataOut的赋值是在零时间内发生并完成的。因此根据先执行哪一条always语句,AwA中读取的DataOut
值可能是其原值,也可能是其新值。
使用非阻塞赋值就可以消除这种仿真行为的依赖性,这时,读取DataOut发生在当前时刻,而在当前仿真周期结束时(即所有的变量读取都已完成)才将新值
赋给DataOut。这样上述模型的行为不再受always语句执行顺序的影响。因此,在某条always语句内对变量赋值而在该always语句外读取
变量,那么赋值语句应是非阻塞式赋值。
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语法
要点
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赋值
语句
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综合