一:基本的类型
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。
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视为有符号数,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
三、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。
四、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。
对于在Quartus不支持的Verilog语句,如某些系统任务以及仿真验证语句可在ModelSim中执行,强烈建议Quartus+ModelSim联合使用。
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