草庐IT

4.2 Verilog 过程赋值

runoob 2023-03-28 原文

关键词:阻塞赋值,非阻塞赋值,并行

过程性赋值是在 initial 或 always 语句块里的赋值,赋值对象是寄存器、整数、实数等类型。

这些变量在被赋值后,其值将保持不变,直到重新被赋予新值。

连续性赋值总是处于激活状态,任何操作数的改变都会影响表达式的结果;过程赋值只有在语句执行的时候,才会起作用。这是连续性赋值与过程性赋值的区别。

Verilog 过程赋值包括 2 种语句:阻塞赋值与非阻塞赋值。

阻塞赋值

阻塞赋值属于顺序执行,即下一条语句执行前,当前语句一定会执行完毕。

阻塞赋值语句使用等号 = 作为赋值符。

前面的仿真中,initial 里面的赋值语句都是用的阻塞赋值。

非阻塞赋值

非阻塞赋值属于并行执行语句,即下一条语句的执行和当前语句的执行是同时进行的,它不会阻塞位于同一个语句块中后面语句的执行。

非阻塞赋值语句使用小于等于号 <= 作为赋值符。

利用下面代码,对阻塞、非阻塞赋值进行仿真,来说明 2 种过程赋值的区别。

实例


`timescale 1ns/1ns
 
module test ;
    reg [3:0]   ai, bi ;
    reg [3:0]   ai2, bi2 ;
    reg [3:0]   value_blk ;
    reg [3:0]   value_non ;
    reg [3:0]   value_non2 ;
 
    initial begin
        ai            = 4'd1 ;   //(1)
        bi            = 4'd2 ;   //(2)
        ai2           = 4'd7 ;   //(3)
        bi2           = 4'd8 ;   //(4)
        #20 ;                    //(5)
 
        //non-block-assigment with block-assignment
        ai            = 4'd3 ;     //(6)
        bi            = 4'd4 ;     //(7)
        value_blk     = ai + bi ;  //(8)
        value_non     <= ai + bi ; //(9)
 
        //non-block-assigment itself
        ai2           <= 4'd5 ;           //(10)
        bi2           <= 4'd6 ;           //(11)
        value_non2    <= ai2 + bi2 ;      //(12)
    end
 
   //stop the simulation
    always begin
        #10 ;
        if ($time >= 1000) $finish ;
    end
 
endmodule

仿真结果如下:

语句(1)-(8)都是阻塞赋值,按照顺序执行。

20ns 之前,信号 ai,bi 值改变。由于过程赋值的特点,value_blk = ai + bi 并没有执行到,所以 20ns 之前,value_blk 值为 X(不确定状态)。

20ns 之后,信号 ai,bi 值再次改变。执行到 value_blk = ai + bi,信号 value_blk 利用信号 ai,bi 的新值得到计算结果 7。

语句(9)-(12)都是非阻塞赋值,并行执行。

首先,(9)-(12)虽然都是并发执行,但是执行顺序也是在(8)之后,所以信号 value_non = ai + bi 计算是也会使用信号 ai,bi 的新值,结果为 7。

其次,(10)-(12)是并发执行,所以 value_non2 = ai2 + bi2 计算时,并不关心信号 ai2,bi2 的最新非阻塞赋值结果。即 value_non2 计算时使用的是信号 ai2,bi2 的旧值,结果为 4'hF。

使用非阻塞赋值避免竞争冒险

上述仿真代码只是为了让读者更好的理解阻塞赋值与非阻塞赋值的区别。实际 Verilog 代码设计时,切记不要在一个过程结构中混合使用阻塞赋值与非阻塞赋值。两种赋值方式混用时,时序不容易控制,很容易得到意外的结果。

更多时候,在设计电路时,always 时序逻辑块中多用非阻塞赋值,always 组合逻辑块中多用阻塞赋值;在仿真电路时,initial 块中一般多用阻塞赋值。

如下所示,为实现在时钟上升沿交换 2 个寄存器值的功能,在 2 个 always 块中使用阻塞赋值。

因为 2 个 always 块中的语句是同时进行的,但是 a=b 与 b=a 是无法判定执行顺序的,这就造成了竞争的局面。

但不管哪个先执行(和编译器等有关系),不考虑 timing 问题时,他们执行顺序总有先后,最后 a 与 b 的值总是相等的。没有达到交换 2 个寄存器值的效果。

实例


always @(posedge clk) begin
    a = b ;
end
 
always @(posedge clk) begin
    b = a;
end

但是,如果在 always 块中使用非阻塞赋值,则可以避免上述竞争冒险的情况。

如下所示,2 个 always 块中语句并行执行,赋值操作右端操作数使用的是上一个时钟周期的旧值,此时 a<=b 与 b<=a 就可以相互不干扰的执行,达到交换寄存器值的目的。

实例


always @(posedge clk) begin
    a <= b ;
end
 
always @(posedge clk) begin
    b <= a;
end

当然,利用下面代码也可以实现交换寄存器值的功能,但是显然不如在 always 块中直接用非阻塞赋值简单直观。

实例


always @(posedge clk) begin
    temp    = a ;
    a       = b ;
    b       = temp ;
end

源码下载

Download

有关4.2 Verilog 过程赋值的更多相关文章

  1. ruby - 为什么 4.1%2 使用 Ruby 返回 0.0999999999999996?但是 4.2%2==0.2 - 2

    为什么4.1%2返回0.0999999999999996?但是4.2%2==0.2。 最佳答案 参见此处:WhatEveryProgrammerShouldKnowAboutFloating-PointArithmetic实数是无限的。计算机使用的位数有限(今天是32位、64位)。因此计算机进行的浮点运算不能代表所有的实数。0.1是这些数字之一。请注意,这不是与Ruby相关的问题,而是与所有编程语言相关的问题,因为它来自计算机表示实数的方式。 关于ruby-为什么4.1%2使用Ruby返

  2. ruby - 带括号和 splat 运算符的并行赋值 - 2

    我明白了:x,(y,z)=1,*[2,3]x#=>1y#=>2z#=>nil我想知道为什么z的值为nil。 最佳答案 x,(y,z)=1,*[2,3]右侧的splat*是内联扩展的,所以它等同于:x,(y,z)=1,2,3左边带括号的列表被视为嵌套赋值,所以它等价于:x=1y,z=23被丢弃,而z被分配给nil。 关于ruby-带括号和splat运算符的并行赋值,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow

  3. ruby - 变量赋值后的 if 语句 - 有多常见? - 2

    我最近与一位同事讨论了以下Ruby语法:value=ifa==0"foo"elsifa>42"bar"else"fizz"end我个人并没有看到太多这种逻辑,但我的同事指出,这实际上是一种相当普遍的Rubyism。我试着用谷歌搜索这个主题,但没有找到任何文章、页面或SO问题来讨论它,这让我相信这可能是一种非常实际的技术。然而,另一位同事发现语法令人困惑,而是将上面的逻辑写成这样:ifa==0value="foo"elsifa>42value="bar"elsevalue="fizz"end缺点是value=的重复声明和隐式elsenil的丢失,如果我们想使用它的话。这也感觉它与Ruby

  4. ruby-on-rails - rspec 模拟对象属性赋值 - 2

    我有一个rspec模拟对象,一个值赋给了属性。我正在努力在我的rspec测试中满足这种期望。只是想知道语法是什么?代码:defcreate@new_campaign=AdCampaign.new(params[:new_campaign])@new_campaign.creationDate="#{Time.now.year}/#{Time.now.mon}/#{Time.now.day}"if@new_campaign.saveflash[:status]="Success"elseflash[:status]="Failed"endend测试it"shouldabletocreat

  5. ruby - 重构条件变量赋值 - 2

    我正在做一个项目。目前我有一个相当大的条件语句,它根据一些输入参数为变量赋值。所以,我有这样的东西。ifsomeconditionx=somevalueelsifanotherconditionx=adifferentvalue...重构它的最佳方法是什么?我希望我最终会得到类似的东西x=somevalueifsomecondition||anothervalueifanothercondition这种事情有规律吗? 最佳答案 只需将赋值放在if之外即可。x=ifsomeconditionsomevalueelsifanotherc

  6. ruby - Ruby 中的 block 和过程 - 2

    我已经开始学习Ruby,我已经阅读了一些教程,甚至还买了一本书(“ProgrammingRuby1.9-ThePragmaticProgrammers'Guide”),我遇到了一些以前从未见过的新东西使用我知道的任何其他语言(我是一名PHP网络开发人员)。block和过程。我想我明白它们是什么,但我不明白的是为什么它们如此伟大,以及我应该在何时何地使用它们。我到处都看到他们说block和过程是Ruby中的一个很棒的特性,但我不理解它们。这里有人能给像我这样的Ruby新手一些解释吗? 最佳答案 block有很多好处。电梯演讲:bloc

  7. Verilog使用inout信号的方法 - 2

    目录一、inout在设计文件中的使用方法1.1、inout的第一种使用方法1.2、inout实现的第二种使用方法1.3、inout使用总结 二、inout在仿真测试中的使用方法一、inout在设计文件中的使用方法在FPGA的设计过程中,有时候会遇到双向信号(既能作为输出,也能作为输入的信号叫双向信号)。比如,IIC总线中的SDA信号就是一个双向信号,QSPIFlash的四线操作的时候四根信号线均为双向信号。在Verilog中用关键字inout定义双向信号,这里总结一下双向信号的处理方法。1.1、inout的第一种使用方法  实际上,双向信号的本质是由一个三态门组成的,三态门可以输出高电平,低电

  8. Ruby 并行赋值 - 2

    我想测试一个并行赋值的返回值,我写了puts(x,y=1,2),但是不行,打印错误信息:SyntaxError:(irb):74:syntaxerror,unexpected',',expecting')'puts(x,y=1,2)^(irb):74:syntaxerror,unexpected')',expectingend-of-input有什么问题吗? 最佳答案 你有两个问题。puts和(之间的空格防止括号列表被解释为参数列表。一旦你在方法名后放置一个空格,任何argumentlisthastobeoutsidethepare

  9. ruby - 在 Ruby 中为变量赋值时如何避免控制台输出 - 2

    赋值时是否可以避免这种影响:irb(main):584:0>a=true=>trueirb(main):584:0>我有一个代码有很多赋值,当我试图测试它时,由于所有这些返回值,我看不到结果:truefalsetruefalsetruetrue.. 最佳答案 您可以启动irb或附加--noecho选项的控制台。$irb--noecho2.0.0p353:001>true2.0.0p353:002>否则,如果控制台由另一个进程启动,只需设置conf.echo=false$irb2.0.0p353:001>true=>true2.0.0

  10. ruby-on-rails - Rails 4.1 和 4.2 之间 ActiveRecord Setter 的区别? - 2

    我们将我们的应用程序从Rails4.1.14升级到4.2.5.1并遇到了以下问题:string="SomeString"ar_model=SomeArModel.newar_model.some_attribute=string#nextlineistruefor4.1,butfailsfor4.2ar_model.some_attribute.object_id==string.object_id显然,对象setter会复制每个对象(如果我有一个数组,里面的每个对象也会被复制),我想知道,这是不是有意为之并且是某些新安全功能的一部分?更新我将ruby​​-2.2.2p95用于两个ra

随机推荐