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标题: verilog代码设计技巧（1） [打印本页]
作者: pengpengpang    时间: 2014-9-24 10:58     标题: verilog代码设计技巧（1）

一：基本Verilog中的变量有线网类型和寄存器类型。线网型变量综合成wire，而寄存器可能综合成WIRE，锁存器和触发器。二：verilog语句结构到门级的映射1、连续性赋值：assign连续性赋值语句逻辑结构上就是将等式右边的驱动左边的结点。因些连续性赋值的目标结点总是综合成由组合逻辑驱动的结点。Assign语句中的延时综合时都将忽视。2、过程性赋值：过程性赋值只出现在always语句中。阻塞赋值和非阻塞赋值就该赋值本身是没有区别的，只是对后面的语句有不同的影响。建议设计组合逻辑电路时用阻塞赋值，设计时序电路时用非阻塞赋值。过程性赋值的赋值对象有可能综合成wire,latch,和flip-flop，取决于具体状况。如，时钟控制下的非阻塞赋值综合成flip-flop。过程性赋值语句中的任何延时在综合时都将忽略。建议同一个变量单一地使用阻塞或者非阻塞赋值。3、逻辑操作符：逻辑操作符对应于硬件中已有的逻辑门4、算术操作符：Verilog中将reg视为无符号数，而integer视为有符号数。因此，进行有符号操作时使用integer,使用无符号操作时使用reg。5、进位：通常会将进行运算操作的结果比原操作数扩展一位，用来存放进位或者借位。如：Wire [3:0] A,B;Wire [4:0] C;Assign C="A"+B;C的最高位用来存放进位。6、关系运算符：关系运算符：<,>,<=,>=和算术操作符一样，可以进行有符号和无符号运算，取决于数据类型是reg ，net还是integer。7、相等运算符：==，！=注意：===和！==是不可综合的。可以进行有符号或无符号操作，取决于数据类型8、移位运算符：左移，右移，右边操作数可以是常数或者是变量，二者综合出来的结果不同。9、部分选择：部分选择索引必须是常量。10、BIT选择：BIT选择中的索引可以用变量，这样将综合成多路（复用）器。11、敏感表：Always过程中，所有被读取的数据，即等号右边的变量都要应放在敏感表中，不然，综合时不能正确地映射到所用的门。12、IF：如果变量没有在IF语句的每个分支中进行赋值，将会产生latch。如果IF语句中产生了latch，则IF的条件中最好不要用到算术操作。Case语句类似。Case的条款可以是变量。如果一个变量在同一个IF条件分支中先赎值然后读取，则不会产生latch。如果先读取，后赎值，则会产生latch。13、循环：只有for-loop语句是可以综合的。14、设计时序电路时，建议变量在always语句中赋值，而在该always语句外使用，使综合时能准确地匹配。建议不要使用局部变量。15、不能在多个always块中对同一个变量赎值16、函数函数代表一个组合逻辑，所有内部定义的变量都是临时的，这些变量综合后为wire。17、任务：任务可能是组合逻辑或者时序逻辑，取决于何种情况下调用任务。18、Z：Z会综合成一个三态门，必须在条件语句中赋值19、参数化设计：优点：参数可重载，不需要多次定义模块四：模块优化1、资源共享：当进程涉及到共用ALU时，要考虑资源分配问题。可以共享的操作符主要有：关系操作符、加减乘除操作符。通常乘和加不共用ALU，乘除通常在其内部共用。2、共用表达式：如：C=A+B;D=G+(A+B);两者虽然有共用的Ａ＋Ｂ，但是有些综合工具不能识别．可以将第二句改为：D=G+C；这样只需两个加法器．3、转移代码：如循环语句中没有发生变化的语句移出循环．4、避免latch：两种方法：1、在每一个IF分支中对变量赋值。2、在每一个IF语句中都对变量赋初值。5：模块：综合生成的存储器如ROM或RAM不是一种好方法。最好用库自带的存储器模块。五、验证：１、敏感表：在always语句中，如果敏感表不含时钟，最好将所有的被读取的信号都放在敏感表中。２、异步复位：建议不要在异步时对变量读取，即异步复位时，对信号赎以常数值。 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////规则#1:建立时序逻辑模型时，采用非阻塞赋值语句。    规则#2:建立latch模型时，采用非阻塞赋值语句。    规则#3:在always块中建立组合逻辑模型时，采用阻塞赋值语句。    规则#4:在一个always块中同时有组合和时序逻辑时时，采用非阻塞赋值语句。    规则#5:不要在一个always块中同时采用阻塞和非阻塞赋值语句。    规则#6:同一个变量不要在多个always块中赋值。    规则#7:调用$strobe系统函数显示用非阻塞赋值语句赋的值。    规则#8:不要使用#0延时赋值。 一、组合逻辑1、敏感变量的描述完备性Verilog中，用always块设计组合逻辑电路时，在赋值表达式右端参与赋值的所有信号都必须在always @(敏感电平列表)中列出,always中if语句的判断表达式必须在敏感电平列表中列出。如果在赋值表达式右端引用了敏感电平列表中没有列出的信号，在综合时将会为没有列出的信号隐含地产生一个透明锁存器。这是因为该信号的变化不会立刻引起所赋值的变化，而必须等到敏感电平列表中的某一个信号变化时，它的作用才表现出来，即相当于存在一个透明锁存器，把该信号的变化暂存起来，待敏感电平列表中的某一个信号变化时再起作用，纯组合逻辑电路不可能作到这一点。综合器会发出警告。Example1:input a,b,c;reg e,d;always @(a or b or c)begine="d"&a&b;d="e|c";endExample2:input a,b,c;reg e,d;always @(a or b or c or d)begine="d"&a&b;d="e" |c;end2、条件的描述完备性如果if语句和case语句的条件描述不完备，也会造成不必要的锁存器。Example3:if (a==1'b1) q="1"'b1; //如果a==1'b0,q=? q将保持原值不变，生成锁存器Example4:if (a==1'b1)q="1"'b1;elseq="1"'b0; //q有明确的值。不会生成锁存器 二、Verilog中端口的描述1、端口的位宽最好定义在I/O说明中,不要放在数据类型定义中；Example1:module test(addr,read,write,datain,dataout)input[7:0] datain;input[15:0] addr;input read,write;output[7:0] dataout; //要这样定义端口的位宽！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; // 不要这样定义端口的位宽！！2、端口的I/O与数据类型的关系：端口的I/O 端口的数据 类 型module内部 module外部input wire wire或regoutput wire或reg wireinout wire wire3、assign语句的左端变量必须是wire；直接用"="给变量赋值时左端变量必须是reg！Example3:assign a="b"; //a必须被定义为wire！！********begina="b"; //a必须被定义为reg！end4、VHDL 中 STD_LOGIC_VECTOR 和 INTEGER 的区别例如 A 是INTEGER型，范围从0到255；B是STD_LOGIC_VECTOR，定义为8位。A累加到55时，再加1就一直保持255不变，不会自动反转到0，除非令其为0；而B累加到255时，再加1就会自动反转到0。所以在使用时要特别注意！ 三、以触发器为例说明描述的规范性 1、无置位/清零的时序逻辑always @( posedge CLK)beginQ<=D;end2、有异步置位/清零的时序逻辑异步置位/清零是与时钟无关的，当异步置位/清零信号到来时，触发器的输出立即 被置为1或0，不需要等到时钟沿到来才置位/清零。所以，必须要把置位/清零信号列入always块的事件控制表达式。always @( posedge CLK or negedge RESET)beginif (!RESET)Q="0";elseQ<=D;end3、有同步置位/清零的时序逻辑同步置位/清零是指只有在时钟的有效跳变时刻置位/清零，才能使触发器的输出分 别转换为1或0。所以，不要把置位/清零信号列入always块的事件控制表达式。但是必须在always块中首先检查置位/清零信号的电平。always @( posedge CLK )beginif (!RESET)Q="0";elseQ<=D;end 四、结构规范性在整个芯片设计项目中，行为设计和结构设计的编码是最重要的一个步骤。它对逻辑综合和布线结果、时序测定、校验能力、测试能力甚至产品支持都有重要的影响。考虑到仿真器和真实的逻辑电路之间的差异，为了有效的进行仿真测试：1、避免使用内部生成的时钟内部生成的时钟称为门生时钟（gated clock）。如果外部输入时钟和门生时钟同时驱动，则不可避免的两者的步调不一致，造成逻辑混乱。而且，门生时钟将会增加测试的难度和时间。2、绝对避免使用内部生成的异步置位/清零信号内部生成的置位/清零信号会引起测试问题。使某些输出信号被置位或清零，无法正常测试。3、避免使用锁存器锁存器可能引起测试问题。对于测试向量自动生成（ATPG），为了使扫描进行，锁存器需要置为透明模式（transparent mode），反过来，测试锁存器需要构造特定的向量，这可非同一般。4、时序过程要有明确的复位值使触发器带有复位端，在制造测试、ATPG以及模拟初始化时，可以对整个电路进行快速复位。5、避免模块内的三态/双向内部三态信号在制造测试和逻辑综合过程中难于处理. 转载自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6fe0d70d0100vksj.html



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