SystemVerilog入门：三大逻辑过程详解与发展历程

SystemVerilog是一种高级硬件描述语言(HDL)，它在原有的Verilog基础上进行了革命性的扩展，旨在提高设计的灵活性、可维护性和验证效率。在本文档中，我们将深入探讨SystemVerilog中的三个特定逻辑过程：`always_comb`，`always_latch`，和`always_ff`。 1. **always_comb过程**: 这种过程用于表示设计者希望在整个综合期间保持不变的组合逻辑。代码示例中的`always_comb begin`部分定义了两个临时变量tmp1和tmp2，它们根据输入a, b, c, d的逻辑与操作计算出结果。由于这是一个组合逻辑，仿真工具在编译时可以对其进行语法检查，确保逻辑无误。 2. **always_latch过程**: always_latch用于描述状态机中的latch行为，它会在数据有效信号`en`为真时更新寄存器`q`的值。在这个例子中，当`en`信号为1时，`q`会被赋值为输入d；而在其他情况下，`q`保持不变。 3. **always_ff过程**: always_ff代表“finite state machine”（有限状态机），它与always_latch类似，但通常与时钟事件相关联。提供的代码片段展示了`always_ff`在一个时钟周期的上升沿(`posedge clk`)和下降沿(`negedge rst_n`)上执行的操作。当复位信号`rst_n`为低时，`q`被置零；否则，`q`的值取自输入d。 SystemVerilog的发展历程始于1984年Gateway Design Automation的Verilog初版，随后经过多次标准化和扩展。Verilog经历了从1995年的IEEE 1364-1995标准到2001年的IEEE 1364-2001升级，再到SystemVerilog作为Verilog-2001的超集，加入了更多功能如assertions（断言）、mailboxes（信道）、test program blocks（测试程序块）、semaphores（信号量）等。这些特性使得SystemVerilog成为现代硬件设计和验证的强大工具，支持时序逻辑建模、并发处理以及更高效的测试和验证流程。 学习SystemVerilog不仅需要掌握基本的Verilog语法，还需理解如何利用特定逻辑过程如always_comb、always_latch和always_ff来实现更复杂的设计和验证策略。同时，了解其发展历史和标准变迁有助于理解其在行业中的地位和应用场景。