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2013-10-18 09:54
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Verilog-FPGA 硬件电路设计之一 ——if 语句优先级 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 A; input 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 == 1'b1 CTRL_is_late == 1'b0) Z = A ; else if (C == 1'b1) Z = A ; else if (C == 1'b0) Z = A ; else if (C == 1'b1) Z = A ; else if (C == 1'b0) Z = A ; else Z = A ; endmodule RTL 图: 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 ; if (C == 1'b1 CTRL_is_late == 1'b0) Z = A ; if (C == 1'b1) Z = A ; if (C == 1'b0) Z = A ; if (C == 1'b1) Z = A ; if (C == 1'b0) Z = A ; end 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 ; // 可以放在此位置 if (C == 1'b1 CTRL_is_late == 1'b0) Z = A ; //else Z = A ; // 可以放在此位置 if (C == 1'b1) Z = A ; if (C == 1'b0) Z = A ; if (C == 1'b1) Z = A ; else Z = A ; // 放在此处,上面的 if 被阻塞 if (C == 1'b0) Z = A ; end 生成的 RTL 图如下: Z = A ; 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。