【Verilog 基础】阻塞赋值和非阻塞赋值的区别
目录
阻塞赋值
非阻塞赋值
实际工程仿真
阻塞赋值仿真
编写Verilog代码
编写测试文件代码
综合看RTL图
进行实际仿真
非阻塞赋值仿真
编写Verilog代码
编写测试文件代码
综合看RTL图
实际仿真图
总结
阻塞赋值
阻塞赋值的赋值号用 “=” 表示,对应的电路结构往往于触发闫妮没有关系,只与输入电平的变化有关系。它的操作可以认为是只有一个步骤的操作,即计算赋值号右边的语句并更新赋值号左边的语句,此时不允许有来自任何其他Verilog语句的干扰,直到现行的赋值完成,才允许下一条的赋值语句的执行。
串行块也就是begin end,各条阻塞赋值语句将以它们在顺序块中的排列次序依次执行。
非阻塞赋值
非阻塞赋值的赋值号用 “<=” 表示,对应的电路结构往往与触发沿有关系,只有在触发沿的时刻才能进行非阻塞赋值。
它的操作可以看作为两个步骤的过程:在赋值结束时刻,更新赋值号左边的语句。
在计算非阻塞语句赋值号右边的语句更新赋值号左边的语句期间,允许其他的Verilog语句同时进行操作。
非阻塞左槽只能用于对寄存器类型变量(reg)进行赋值,因此只能用于 “initial” 和 "always" 块中,不允许用于连续赋值 “assign” 。
实际工程仿真
阻塞赋值仿真
编写Verilog代码
首先是阻塞赋值仿真(blocking),利用 “=” 进行赋值,表示阻塞赋值。
module blocking
( input wire clk,input wire rst_n,input wire [1:0] in,output reg [1:0] out);reg [1:0] in_reg;always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (rst_n == 1'b0) beginin_reg = 2'b0;out = 2'b0;endelse beginin_reg = in;out = in_reg;end
end
endmodule
编写测试文件代码
`timescale 1ns / 1nsmodule tb_blocking();reg clk;reg rst_n;reg [1:0] in;wire [1:0] out;initial beginclk = 1'b1;rst_n <= 1'b0;in <= 2'b0;#20rst_n <= 1'b1;endalways #10 clk = ~clk;always #10 in <= {$random} % 4;blocking tb_blocking(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.in(in),.out(out));
endmodule
综合看RTL图
可以看到只有一个寄存器,因此在实际的仿真图显示的应该是in_reg和out信号应该同时变化,并且两路信号都延时in信号一拍。
进行实际仿真
与预想的一致
非阻塞赋值仿真
编写Verilog代码
如下:只需要将阻塞赋值的代码将 “=” 改成 “
module blocking
( input wire clk,input wire rst_n,input wire [1:0] in,output reg [1:0] out);reg [1:0] in_reg;always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (rst_n == 1'b0) beginin_reg <= 2'b0;out <= 2'b0;endelse beginin_reg <= in;out <= in_reg;end
end
endmodule
编写测试文件代码
和阻塞赋值的测试文件一样
`timescale 1ns / 1nsmodule tb_blocking();reg clk;reg rst_n;reg [1:0] in;wire [1:0] out;initial beginclk = 1'b1;rst_n <= 1'b0;in <= 2'b0;#20rst_n <= 1'b1;endalways #10 clk = ~clk;always #10 in <= {$random} % 4;blocking tb_blocking(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.in(in),.out(out));
endmodule
综合看RTL图
可以看到有两个寄存器,从in信号赋值给in_reg信号中有一个寄存器,再从in_reg信号赋值给out信号中也有一个寄存器,因此在实际的仿真图显示的应该是in_reg信号相对于in信号延时一拍,而out信号相对于in_reg延时一拍,也就是相对于in信号延时两拍。
实际仿真图
与观察RTL图后设想的一致。
总结
阻塞赋值和非阻塞赋值在实际使用上不能随意乱用,否则可能会出现难以预估的后果,根据官方给出的建议,在编写组合逻辑电路时,使用阻塞赋值;在编写时序逻辑时,使用非阻塞赋值。
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