FPGA技术详解：连续赋值语句及其在Verilog中的应用

在FPGA技术教程中，连续赋值语句是Verilog HDL（硬件描述语言）中的一种重要组成部分。连续赋值语句（assign）使用关键字assign和赋值符号“=”，其基本语法格式为`assign 赋值变量 = 表达式；`。这个语句用于描述逻辑门和组合逻辑电路中的输出变量如何实时响应输入变量的变化，体现出信息传输的连续性。 连续赋值语句的特点在于，它在每次时钟周期结束时检查输入表达式的值，并根据新的值更新输出。例如，`assign y = ~(a&b&c&d)`，当输入a、b、c、d中的任意一位发生变化时，输出y会立即反映这一变化，即使它与输入之间的关系可能涉及多个输入变量的逻辑运算。这种灵活性使得连续赋值语句在描述复杂的数字逻辑电路时非常有用。 在Verilog HDL的学习过程中，连续赋值语句通常与模块设计结合，如例1所示的四输入端与非门电路。`module example1(y, a, b, c, d);`定义了一个模块，其中`assign #1 y = ~(a&b&c&d);`表明在下一个时钟周期后，y的值会被重新计算为与输入的逻辑与非结果。`#1`表示一个单位时间延迟，确保输出的更新与输入同步，但不是实时的。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是可编程逻辑器件的一种，它的发展经历了几个关键阶段：早期的PROM（ Programmable Read-Only Memory）和PLA（Programmable Logic Array）主要依赖熔丝或抗酸蚀刻技术进行编程。随后，AMD改进了PLA，推出了PAL，莱迪思公司则推出了电可擦写的GAL（General Array Logic）。80年代中期，Xilinx引入现场可编程的概念，推出了首款FPGA，允许用户动态地改变内部逻辑连接。80年代末，Lattice公司提出了在系统可编程（ISP）的概念，进一步提高了器件的灵活性。 在实际应用中，FPGA技术通常通过HDL（如VHDL和Verilog）进行描述和设计，如使用Quartus II这样的开发工具进行模型建立和仿真。理解连续赋值语句及其在FPGA设计中的运用，对于掌握高级硬件设计至关重要。学习FPGA不仅需要熟悉硬件描述语言的语法，还要了解可编程逻辑器件的历史发展和分类，以便更好地设计和实现定制化的数字逻辑电路。