非阻塞賦值和阻塞賦值

在Verilog HDL語言中，信號有兩種賦值方式：非阻塞(Non_Blocking)賦值方式和阻塞(Blocking)賦值方式。

(1)非阻塞賦值方式。

典型語句：b = a;

① 塊結(jié)束后才完成賦值操作。

② b的值并不是立刻就改變的。

③ 這是一種比較常用的賦值方法，特別在編寫可綜合模塊時(shí)。

(2)阻塞賦值方式。

典型語句：b = a;

① 賦值語句執(zhí)行完后，塊才結(jié)束。

② b的值在賦值語句執(zhí)行完后立刻就改變。

③ 可能會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。

非阻塞賦值方式和阻塞賦值方式的區(qū)別常給設(shè)計(jì)人員帶來問題。問題主要是給“always”塊內(nèi)的reg型信號的賦值方式不易把握。到目前為止，前面所舉的例子中的“always”模塊內(nèi)的reg型信號都是采用下面的這種賦值方式：

b = a;

這種方式的賦值并不是馬上執(zhí)行的，也就是說“always”塊內(nèi)的下一條語句執(zhí)行后，b并不等于a，而是保持原來的值。“always”塊結(jié)束后，才進(jìn)行賦值。而另一種賦值方式阻塞賦值方式，如下所示：

b = a;

這種賦值方式是馬上執(zhí)行的，也就是說執(zhí)行下一條語句時(shí)，b已等于a。盡管這種方式看起來很直觀，但是可能引起麻煩。下面舉例說明。

例1：非阻塞賦值。

always @（ posedge clk ） begin

b=a;

c=b;

end

例1中的“always”塊中用了非阻塞賦值方式，定義了兩個reg型信號b和c。clk信號的上升沿到來時(shí)，b就等于a，c就等于b，這里應(yīng)該用到了兩個觸發(fā)器。需要注意的是賦值是在“always”塊結(jié)束后執(zhí)行的，c應(yīng)為原來b的值。這個“always”塊實(shí)際描述的電路功能如圖1所示。

例2：阻塞型賦值。

always @（posedge clk） begin

b=a;

c=b;

end

例2中的“always”塊用了阻塞賦值方式。clk信號的上升沿到來時(shí)，將發(fā)生如下的變化：b馬上取a的值，c馬上取b的值（即等于a）。綜合的電路如圖2所示。

圖1 非阻塞賦值綜合電路 圖2 阻塞賦值綜合電路

它只用了一個觸發(fā)器來寄存a的值，并同時(shí)輸出給b和c。這不是設(shè)計(jì)者的初衷，如果采用例3.5所示的非阻塞賦值方式就可以避免這種錯誤。

塊語句

塊語句通常用來將兩條或多條語句組合在一起，使其在格式上看更像一條語句。塊語句有兩種：一種是begin_end語句，通常用來標(biāo)識順序執(zhí)行的語句，用它來標(biāo)識的塊稱為順序塊；另一種是fork_join語句，通常用來標(biāo)識并行執(zhí)行的語句，用它來標(biāo)識的塊稱為并行塊。下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1．順序塊

順序塊有以下特點(diǎn)。

（1）塊內(nèi)的語句是按順序執(zhí)行的，即只有上面一條語句執(zhí)行完后下面的語句才能執(zhí)行。

（2）每條語句的延遲時(shí)間是相對于前一條語句的仿真時(shí)間而言的。

（3）直到最后一條語句執(zhí)行完，程序流程控制才跳出該語句塊。

順序塊的格式如下：

begin

語句1;

語句2;

......

語句n;

end

或者：

begin:塊名

塊內(nèi)聲明語句

語句1;

語句2;

......

語句n;

end

其中：

（1）塊名即該塊的名字，是一個標(biāo)識符，其作用后面再詳細(xì)介紹。

（2）塊內(nèi)聲明語句可以是參數(shù)聲明語句，reg型變量聲明語句，integer型變量聲明語句或者real型變量聲明語句。

下面舉例說明。

例3：順序塊。

begin

areg = breg;

creg = areg; //creg的值為breg的值

end

從該例可以看出，第一條賦值語句先執(zhí)行，areg的值更新為breg的值。然后程序流程控制轉(zhuǎn)到第二條賦值語句，creg的值更新為areg的值。因?yàn)檫@兩條賦值語句之間沒有任何延遲時(shí)間，creg的值實(shí)為breg的值。當(dāng)然可以在順序塊里延遲控制時(shí)間來分開兩個賦值語句的執(zhí)行時(shí)間，如例4所示。

例4：加延時(shí)順序塊。

begin

areg = breg;

#10 creg = areg; //在兩條賦值語句間延遲10個時(shí)間單位

end