FPGA設計過程若干需要強調注意的關鍵點(敏感變數的描述完備性)
1,敏感變數的描述完備性
Verilog中,用always塊設計組合邏輯電路時,在賦值表示式右端參與賦值的所有訊號都必須在always @(敏感電平列表)中列出,always中if語句的判斷表示式必須在敏感電平列表中列出。如果在賦值表示式右端引用了敏感電平列表中沒有列出的訊號,在綜合時將會為沒有列出的訊號隱含地產生一個透明鎖存器。這是因為該訊號的變化不會立刻引起所賦值的變化,而必須等到敏感電平列表中的某一個訊號變化時,它的作用才表現出來,即相當於存在一個透明鎖存器,把該訊號的變化暫存起來,待敏感電平列表中的某一個 訊號變化時再起作用,純組合邏輯電路不可能作到這一點。綜合器會發出警告。
例如:``
Example1
input a,b,c;
reg e,d;
always @(a or b or c)
begin
e=d&a&b; /*d沒有在敏感電平列表中,d變化時e不會立刻變化,直到a,b,c中某一個變化*/
d=e |c;
end
Example2
input a,b,c;
reg e,d;
always @(a or b or c or d)
begin
e=d&a&b; /*d在敏感電平列表中,d變化時e立刻變化*/
d=e |c;
end
2,條件的描述完備性
如果if語句和case語句的條件描述不完備,也會造成不必要的鎖存器。
Example1:
if (a==1'b1) q=1'b1;//如果a==1'b0,q=? q將保持原值不變,生成鎖存器!
Example2:
if (a==1'b1) q=1'b1;
else q=1'b0;//q有明確的值。不會生成鎖存器!
Example3:
reg[1:0] a,q;
....
case (a)
2'b00 : q=2'b00;
2'b01 : q=2'b11;//如果a==2'b10或a==2'b11,q=? q將保持原值不變,鎖存器!
endcase
Example4:
reg[1:0] a,q;
....
case ( a)
2'b00 : q=2'b00;
2'b01 : q=2'b11;
default: q=2'b00;//q有明確的值。不會生成鎖存器!
endcase
Verilog中埠的描述
1,埠的位寬最好定義在I/O說明中,不要放在資料型別定義中;
Example1:
module test(addr,read,write,datain,dataout)
input[7:0] datain;
input[15:0] addr;
input read,write;
output[7:0] dataout; //要這樣定義埠的位寬!
wire addr,read,write,datain;
reg dataout;
Example2:
module test(addr,read,write,datain,dataout)
input datain,addr,read,write;
output dataout;
wire[15:0] addr;
wire[7:0] datain;
wire read,write;
reg[7:0] dataout; //不要這樣定義埠的位寬!!
`2,埠的I/O與資料型別的關係:
assign語句的左端變數必須是wire;直接用"="給變數賦值時左端變數必須是reg!
Example:
assign a=b; //a必須被定義為wire!!
********
begin
a=b; //a必須被定義為reg!
end
例如A是INTEGER型,範圍從0到255;B是STD_LOGIC_VECTOR,定義為8位。A累加到255時,再加1就一直保持255不變,不會自動反轉到0,除非令其為0;而B累加到255時,再加1就會自動反轉到0。所以在使用時要特別注意!
以觸發器為例說明描述的規範性:
1,無置位/清零的時序邏輯
always @( posedge CLK)
begin
Q<=D;
end
2,有非同步置位/清零的時序邏輯
非同步置位/清零是與時鐘無關的,當非同步置位/清零訊號到來時,觸發器的輸出立即 被置為1或0,不需要等到時鐘沿到來才置位/清零。所以,必須要把置位/清零訊號 列入always塊的事件控制表示式。
always @( posedge CLK or negedge RESET)
begin
if (!RESET)
Q=0;
else
Q<=D;
end
3,有同步置位/清零的時序邏輯
同步置位/清零是指只有在時鐘的有效跳變時刻置位/清零,才能使觸發器的輸出分 別轉換為1或0。所以,不要把置位/清零訊號列入always塊的事件控制表示式。但是 必須在always塊中首先檢查置位/清零訊號的電平。
always @( posedge CLK )
begin
if (!RESET)
Q=0;
else
Q<=D;
end
結構規範性
在整個晶片設計專案中,行為設計和結構設計的編碼是最重要的一個步驟。 它對邏輯綜合和佈線結果、時序測定、校驗能力、測試能力甚至產品支援 都有重要的影響。考慮到模擬器和真實的邏輯電路之間的差異,為了有效的。
先整理到這,下週的部落格會記錄編寫模擬檔案時的注意事項。這周沒有時間了!!!