組合邏輯
1,敏感變量的描述完備性
Verilog中,用always塊設計組合邏輯電路時,在賦值表達式右端參與賦值的所有信號都必須在always @(敏感電平列表)中列出,always中if語句的判斷表達式必須在敏感電平列表中列出。如果在賦值表達式右端引用了敏感電平列表中沒有列出的信號,在綜合時將會為沒有列出的信號隱含地產生一個透明鎖存器。這是因為該信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信號變化時,它的作用才表現出來,即相當于存在一個透明鎖器,把該信號的變化暫存起來,待敏感電平列表中的某一個信號變化時再起作用,純組合邏輯電路不可能作到這一點。綜合器會發出警告。
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中端口的描述
1,端口的位寬最好定義在I/O說明中,不要放在數據類型定義中;
Example1:
module test(addr,read,write,datain,dataout)
input[7:0] datain;
input[15:0] addr;
input read,write;
output[7:0] dataout; //要這樣定義端口的位寬!
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; // 不要這樣定義端口的位寬??!
2,端口的I/O與數據類型的關系:
端口的I/O 端 口 的 數 據 類 型
module內部 module外部
input wire wire或reg
output wire或reg wire
inout wire wire
3,assign語句的左端變量必須是wire;直接用"="給變量賦值時左端變量必須是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
VHDL 中 STD_LOGIC_VECTOR 和 INTEGER 的區別
例如 A 是INTEGER型,范圍從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范性
1,無置位/清零的時序邏輯
always @( posedge CLK)
begin
Q<=D;
end
2,有異步置位/清零的時序邏輯
異步置位/清零是與時鐘無關的,當異步置位/清零信號到來時,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/清零信號
列入always塊的事件控制表達式。
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/清零信號列入always塊的事件控制表達式。但是
必須在always塊中首先檢查置位/清零信號的電平。
always @( posedge CLK )
begin
if (!RESET)
Q=0;
else
Q<=D;
end
結構規范性
在整個芯片設計項目中,行為設計和結構設計的編碼是最重要的一個步驟。
它對邏輯綜合和布線結果、時序測定、校驗能力、測試能力甚至產品支持
都有重要的影響??紤]到仿真器和真實的邏輯電路之間的差異,為了有效的
進行仿真測試:
1,避免使用內部生成的時鐘
內部生成的時鐘稱為門生時鐘(gated clock)。如果外部輸入時鐘和門生時鐘同
時驅動,
則不可避免的兩者的步調不一致,造成邏輯混亂。而且,門生時鐘將會增加測試的
難度
和時間。
2,絕對避免使用內部生成的異步置位/清零信號
內部生成的置位/清零信號會引起測試問題。使某些輸出信號被置位或清零,無法
正常
測試。
3,避免使用鎖存器
鎖存器可能引起測試問題。對于測試向量自動生成(ATPG),
為了使掃描進行,鎖存器需要置為透明模式(transparent mode),
反過來,測試鎖存器需要構造特定的向量,這可非同一般。
4,時序過程要有明確的復位值
使觸發器帶有復位端,在制造測試、ATPG以及模擬初始化時,可以對整個電路進行
快速復位。
5,避免模塊內的三態/雙向
內部三態信號在制造測試和邏輯綜合過程中難于處理.