Verilog-FPGA硬件电路设计之一——if语句优先级(always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的)

时间:2022-02-13 21:50:39

出处:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3013262.HTM

综合软件:Quartus II

一、有优先级的if语句

if..else if.. else if … …else..语句中是有优先级的,第一个if具有最高优先级,最后一个else优先级最低。Quartus综合出的RTL图认为,最高优先级的电路靠近电路的输出,输入到输出的延时较短;最低优先级的电路远离输出端,输入到输出的延时较长。

module single_if_late(A, C, CTRL_is_late, Z);

input [6:1] A;

input [5:1] C;

input CTRL_is_late;

output Z;  reg Z;

always @(C or A or CTRL_is_late)

// late arriving signal in if condition

if (C[4] == 1'b1 && CTRL_is_late == 1'b0)      Z = A[4];

else if (C[1] == 1'b1)     Z = A[1];

else if (C[2] == 1'b0)     Z = A[2];

else if (C[3] == 1'b1)     Z = A[3];

else if (C[5] == 1'b0)     Z = A[5];

else                   Z = A[6];

endmodule

RTL图:

Verilog-FPGA硬件电路设计之一——if语句优先级(always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的)

二、无优先级if语句

几个无优先级的if语句在组合逻辑电路中,采用阻塞赋值和非阻塞赋值效果一样。但是无优先级if语句设计组合逻辑电路,并非就是没有优先级,而是优先级按照阻塞赋值的先后顺序(因为硬件电路对同一个信号做不同的处理总会有先后顺序),一个always块中的最后一个if语句具有最高优先级。(所有if语句中必须操作同个一个reg信号)

always @(C or A or CTRL_is_late)

// late arriving signal in if condition

begin

Z = A[6];

if (C[4] == 1'b1 && CTRL_is_late == 1'b0)   Z = A[4];

if (C[1] == 1'b1)              Z = A[1];

if (C[2] == 1'b0)         Z = A[2];

if (C[3] == 1'b1)        Z = A[3];

if (C[5] == 1'b0)           Z = A[5];

end

Verilog-FPGA硬件电路设计之一——if语句优先级(always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的)

注: always块中 赋值的信号,必须定义为 reg型,但是并不等同于硬件电路产生一个寄存器。纯组合逻辑电路中,的reg信号,等同于wire连线。

三、无优先级的if语句,如何让条件全部覆盖呢?

1、可以像上述程序,直接在所有的if语句之前加上一个最低优先级的值,也可以是复位值。

2、可以放在第一个if后面的else里面。

3、要注意被阻塞的情况。

下面就是个阻塞的例子:

always @(C or A or CTRL_is_late)

// late arriving signal in if condition

begin

//Z = A[6];        //可以放在此位置

if (C[4] == 1'b1 && CTRL_is_late == 1'b0)    Z = A[4];

//else    Z = A[6];   //可以放在此位置

if (C[1] == 1'b1)    Z = A[1];

if (C[2] == 1'b0)    Z = A[2];

if (C[3] == 1'b1)      Z = A[3];

else                Z = A[6];  //放在此处,上面的if被阻塞

if (C[5] == 1'b0)     Z = A[5];

end

生成的RTL图如下:

Verilog-FPGA硬件电路设计之一——if语句优先级(always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的)

Z = A[6];可以放在第一个if的else中(因为之前无赋值语句,所以不会被阻塞),但不能放在其他的if后面。那么放在何处会产生阻塞的情况?

1、假如放在第4个if后面的else 里面,那么前面3个if就被阻塞了,因为第4个的else中已经包含了前三个if语句的条件,要时刻记住always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的。 既然是按照顺序,那第4个if的else里面已经包含了前面的if条件,那么前面条件就没有意义,而综合软件在进行综合时,就将前面3个if语句优化掉,即不会生成对应的电路。同样道理,放在第一个if后面的else中是可以的。

2、不加else判断,直接放在某两个if语句之间,同样会阻塞此语句之前的所有if语句。

3、如果无此语句,那么条件覆盖不完全,产生锁存,如下图生成的RTL电路。

Verilog-FPGA硬件电路设计之一——if语句优先级(always块中的阻塞赋值生成的组合逻辑电路是按照顺利执行的)