非阻塞赋值和阻塞赋值
在Verilog HDL语言中,信号有两种赋值方式:非阻塞(Non_BLOCking)赋值方式和阻塞(Blocking)赋值方式。
(1)非阻塞赋值方式。
典型语句:b <= a;
① 块结束后才完成赋值操作。
② b的值并不是立刻就改变的。
③ 这是一种比较常用的赋值方法,特别在编写可综合模块时。
(2)阻塞赋值方式。
典型语句:b = a;
① 赋值语句执行完后,块才结束。
② b的值在赋值语句执行完后立刻就改变。
③ 可能会产生意想不到的结果。
非阻塞赋值方式和阻塞赋值方式的区别常给设计人员带来问题。问题主要是给“always”块内的reg型信号的赋值方式不易把握。到目前为止,前面所举的例子中的“always”模块内的reg型信号都是采用下面的这种赋值方式:
b <= a;
这种方式的赋值并不是马上执行的,也就是说“always”块内的下一条语句执行后,b并不等于a,而是保持原来的值。“always”块结束后,才进行赋值。而另一种赋值方式阻塞赋值方式,如下所示:
b = a;
这种赋值方式是马上执行的,也就是说执行下一条语句时,b已等于a。尽管这种方式看起来很直观,但是可能引起麻烦。下面举例说明。
例1:非阻塞赋值。
always @( posedge clk ) begin
b<=a;
c<=b;
end
例1中的“always”块中用了非阻塞赋值方式,定义了两个reg型信号b和c。clk信号的上升沿到来时,b就等于a,c就等于b,这里应该用到了两个触发器。需要注意的是赋值是在“always”块结束后执行的,c应为原来b的值。这个“always”块实际描述的电路功能如图1所示。
例2:阻塞型赋值。
always @(posedge clk) begin
b=a;
c=b;
end
例2中的“always”块用了阻塞赋值方式。clk信号的上升沿到来时,将发生如下的变化:b马上取a的值,c马上取b的值(即等于a)。综合的电路如图2所示。
图1 非阻塞赋值综合电路 图2 阻塞赋值综合电路
它只用了一个触发器来寄存a的值,并同时输出给b和c。这不是设计者的初衷,如果采用例3.5所示的非阻塞赋值方式就可以避免这种错误。
块语句
块语句通常用来将两条或多条语句组合在一起,使其在格式上看更像一条语句。块语句有两种:一种是begin_end语句,通常用来标识顺序执行的语句,用它来标识的块称为顺序块;另一种是fork_join语句,通常用来标识并行执行的语句,用它来标识的块称为并行块。下面进行详细的介绍。
1.顺序块
顺序块有以下特点。
(1)块内的语句是按顺序执行的,即只有上面一条语句执行完后下面的语句才能执行。
(2)每条语句的延迟时间是相对于前一条语句的仿真时间而言的。
(3)直到最后一条语句执行完,程序流程控制才跳出该语句块。
顺序块的格式如下:
begin
语句1;
语句2;
......
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