精讲阻塞赋值非阻塞赋值

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所谓阻塞赋值"="和非阻塞赋值"<="的的区别在于"="是直接赋值。

常见于组合逻辑
当C=B;B=A;这种情况下,在一个时钟周期里,B和C可以同时等于A;也就是说这时候B 的原始数据将会丢失。

而<=是非阻塞赋值。

常见于时序逻辑,也就是与CLK有关的always块里,当C<=B;B<=A;此时C得到A的值需要两个时钟周期来完成,也就是第一个时钟周期A的值赋给B,第二个周期B赋给C。

也就是说B的原始数据在第一个时钟周期会保留在C中。

B非瞬间丢失。

所以阻塞可以理解成瞬间丢失;而非阻塞即可以理解成非瞬间丢失。

简单的就是阻塞理解成丢失。

非阻塞理解成非丢失。

看下面两个程序:
1.module top(clk,a,c);
input a,clk;
output c;
reg c,b;
always @( posedge clk )
begin
b<=a;
c<=b;
end
endmodule
2.module top(clk,a,c);
input a,clk;
output c;
reg c,b;
always @( posedge clk )
begin
b=a;
c=b;
end
endmodule
第一个程序用的是非阻塞赋值,对其生成模块如下:
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。

请注意:赋值是在"always"块结束后执行的,c应为原来b的值。

(这里的理解是,在第一拍时钟下,第二个触发器不可能取到a值作为输入的D端,若采到即保持时间违例。

)第二个程序用的是阻塞赋值,对其生成模块如下:
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),生成的电路图如下所示只用了一个触发器来寄存器a的值,又输出给b和c。

下面从功能和执行时间上对其进行分析:
阻塞赋值操作符用等号(即= )表示。

为什么称这种赋值为阻塞赋值呢?这是因为在赋值时先计算等号右手方向(RHS)部分的值,这时赋值语句不允许任何别的Verilog语句的干扰,直到现行的赋值完成时刻,即把RHS赋值给LHS的时刻,它才允许别的赋值语句的执行。

一般可综合的阻塞赋值操作在RHS不能设定有延迟,(即使是零延迟也不允许)。

从理论上讲,它与后面的赋值语句只有概念上的先后,而无实质上的延迟。

阻塞赋值的执行可以认为是只有一个步骤的操作:
计算RHS并更新LHS,此时不能允许有来自任何其他Verilog语句的干扰。

所谓阻塞的概念是指在同一个always块中,其后面的赋值语句从概念上(即使不设定延迟)是在前一句赋值语句结束后再开始赋值的。

非阻塞赋值操作符用小于等于号 (即 <= )表示。

为什么称这种赋值为非阻塞赋值?这是因为在赋值操作时刻开始时计算非阻塞赋值符的RHS表达式,赋值操作时刻结束时更新LHS。

在计算非阻塞赋值的RHS表达式和更新LHS期间,其他的Verilog语句,包括其他的Verilog非阻塞赋值语句都能同时计算RHS表达式和更新LHS。

非阻塞赋值允许其他的Verilog语句同时进行操作。

非阻塞赋值的操作可以看作为两个步骤的过程:
1)在赋值时刻开始时,计算非阻塞赋值RHS表达式。

2)在赋值时刻结束时,更新非阻塞赋值LHS表达式。

非阻塞赋值操作只能用于对寄存器类型变量进行赋值,因此只能用在"initial"块和"always"块等过程块中。

非阻塞赋值不允许用于连续赋值。

在编程时应该注意以下问题:
1)时序电路建模时,用非阻塞赋值。

2)锁存器电路建模时,用非阻塞赋值。

3)用always块建立组合逻辑模型时,用阻塞赋值。

4)在同一个always块中建立时序和组合逻辑电路时,用非阻塞赋值。

5)在同一个always块中不要既用非阻塞赋值又用阻塞赋值。

6)不要在一个以上的always块中为同一个变量赋值。

7)用$strobe系统任务来显示用非阻塞赋值的变量值。

8)在赋值时不要使用 #0 延迟。

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