Verilog高级结构:任务与函数详解
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更新于2024-07-12
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"这个资源是北大Verilog课程的课件,重点讲解了在Verilog设计中如何避免产生不必要的latch,并介绍了Verilog中的任务(task)和函数(function)的使用方法。"
在Verilog HDL设计中,latch是一种存储元件,它会在条件不完整的情况下产生,例如在条件分支语句(如if和case)中,如果没有覆盖所有可能的情况,就会隐式地创建latch。这在大多数情况下是不希望的,因为latch的行为难以预测,可能导致设计的时序问题和综合错误。例如,在提供的代码段中:
```verilog
always @(cond_1)
begin
if (cond_1)
data_out <= data_in;
end
always @(sel or a or b or c or d)
begin
case (sel)
2’b00: a = b;
2’b01: a = c;
2’b10: a = d;
end
```
在这个例子中,如果`sel`的值不在`2'b00`,`2'b01`,或`2'b10`范围内,或者`cond_1`为假,那么就会产生latch。为了避免这种情况,应该确保所有可能的条件都被覆盖,或者使用非阻塞赋值(`<=`)来保持同步行为。
接下来,课件还介绍了Verilog中的任务和函数。任务是行为级别的描述,常用于调试或描述硬件行为,它可以包含时序控制,比如延迟(`#`)和事件等待(`@`,`wait`),并且可以有输入、输出和双向参数。而函数则主要用于计算和描述组合逻辑,不允许有延迟,其执行时间在仿真中为0。函数只能有输入参数,并通过函数名返回一个结果,不能调用任务,但可以调用其他函数。
在定义任务和函数时,它们必须在模块(module)内部,不能声明wire类型的变量,所有输入/输出都是局部寄存器。当任务或函数执行完毕后才会返回结果,如果内部有无限循环(如`forever`语句),则不会返回结果。例如:
```verilog
module top;
reg clk, a, b;
DUT u1(out, a, b, clk);
always #5 clk = !clk;
task neg_clocks;
input [31:0] number_of_edges;
repeat(number_of_edges) @(negedge clk);
endtask
initial begin
clk = 0; a = 1; b = 1;
neg_clocks(3); // 调用任务
a = 0; neg_clocks(5);
b = 0;
end
endmodule
```
在这个例子中,`neg_clocks`任务接收一个输入参数`number_of_edges`,并在时钟的负边沿触发指定次数。
任务可以有input、output和inout参数,参数传递是按照声明顺序进行的,为了提高代码的可读性和模块化,建议参数名称与任务内部I/O名称保持不同。此外,任务定义了自己的作用域,并可以通过`disable`关键字来禁止任务的执行。
理解和正确使用Verilog中的任务和函数对于编写清晰、可维护的代码至关重要,同时避免产生不必要的latch也是保证设计正确性的关键。在设计过程中,应始终注意覆盖所有可能的条件,以防止隐式latch的产生。
2023-05-19 上传
2010-07-14 上传
2021-07-05 上传
2021-05-11 上传
2021-04-28 上传
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2021-04-22 上传
慕栗子
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