Verilog设计：阻塞与非阻塞赋值的深入解析

"这篇资料主要介绍了Verilog语言中的阻塞赋值和非阻塞赋值的概念，以及在数字系统设计中的应用。通过深入理解这两种赋值方式，有助于编写出更有效的Verilog代码。资料来自于深圳大学信息工程学院的课程内容，涉及到always块的使用规则、事件控制以及信号类型的定义等关键点。" 在Verilog语言中，阻塞赋值（Blocking Assignment）和非阻塞赋值（Non-Blocking Assignment）是两种不同的赋值方式，它们在数字系统设计中扮演着至关重要的角色。 1. 阻塞赋值（ Blocking Assignment）：使用“=”符号，如 `b = a;`。当这个赋值语句执行完毕后，当前块才会继续执行，意味着b的值会在赋值语句完成后立即更新。这种方式常用于组合逻辑的描述，因为它会立即影响到后续的计算。 2. 非阻塞赋值（Non-Blocking Assignment）：使用“<=”符号，如 `b <= a;`。在这种情况下，赋值不会立即完成，而是在当前块执行完毕后，即在下一次时钟边沿更新时进行。非阻塞赋值常用于时序逻辑，特别是在描述状态机和其他寄存器更新时，以避免组合逻辑的错误反馈。 在always块中，阻塞和非阻塞赋值的应用至关重要： - always块可以用来表示时序逻辑或组合逻辑，但为了避免混淆和潜在错误，通常建议将它们分开处理。 - 每个always块只能有一个事件控制，可以是时钟边沿触发或电平敏感。使用`posedge`或`negedge`关键字表示沿触发，没有这些关键字则可能表示组合逻辑或电平敏感的锁存器。 - 在表示时序逻辑的always块中，应确保只由一个时钟边沿触发，且最好同时触发置位或复位。 - 信号类型需定义为reg型或整型，整型默认为32位，但可以通过范围说明创建不同宽度的整型变量。 - 在always块中应避免组合反馈回路，否则可能需要手动插入锁存器以保持信号值。 - 对同一变量的赋值不应跨越多个always块，否则可能导致非法的并行赋值。 此外，非阻塞赋值的电路通常与触发沿有关，而非输入电平的变化。对于综合器而言，赋值为'bx表示无关状态，可以生成最简洁的硬件电路。 了解并熟练掌握阻塞和非阻塞赋值是编写可综合、无错误的Verilog代码的基础，这对于数字系统的建模和实现至关重要。在设计过程中，合理选择和使用这两种赋值方式能够有效防止逻辑错误，提高设计的可靠性和可维护性。