FPGA技术：理解Verilog中的顺序与并行执行

"本文是关于FPGA技术的教程，主要讲解了语句的顺序执行与并行执行的概念，以及在Verilog HDL中的应用。通过一个同步清除十进制加法计数器的实例，解释了如何在always块中使用顺序语句和并行语句。同时，提到了FPGA技术的发展历程，包括PROM、PLA、PAL、GAL到FPGA的演变。" 在Verilog HDL中，语句的执行有两种基本模式：顺序执行和并行执行。顺序执行遵循程序的书写顺序，而并行执行则意味着多个语句或过程同时进行。在描述数字系统逻辑时，这种区分至关重要。always块是Verilog HDL中用于定义行为的重要结构，它的执行特性是并行的。这意味着无论always块内部的语句如何编写，它们都会在指定的敏感事件发生时同时启动。例如，always块通常对时钟边沿敏感，当时钟信号变化时，其内部的逻辑会立即更新。 在给定的同步清除十进制加法计数器例子中，使用了一个always块，并且在其中包含了一个if-else结构。这个结构内的语句是顺序执行的。当时钟信号clk的上升沿到来时，首先检查clr信号是否为高电平。如果clr为高，计数器会被清零，co也被设置为0；如果计数器的当前值达到4'b1001，计数器也会复位，并使co置1；否则，计数器会在无clr清零的情况下自增1。这种设计使得计数器的更新与外部事件（如时钟和clr信号）同步进行，确保了系统的正确运行。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它的内部结构由可配置的逻辑块和互连资源组成，用户可以根据需求自由配置这些资源实现特定的逻辑功能。FPGA的优势在于灵活性和速度，相较于传统的ASIC设计，它们能在不牺牲性能的前提下，提供快速的原型验证和设计迭代。 FPGA的发展历程反映了可编程逻辑器件的不断进步。从早期的PROM和PLA，到80年代的PAL和GAL，再到Xilinx推出的FPGA，这些器件的演变体现了从静态结构到动态配置、从离线编程到在系统编程(ISP)的技术进步。现在的FPGA不仅具有高度的可配置性，还支持高级综合工具如Quartus II，可以处理Verilog HDL等硬件描述语言，方便用户进行设计建模和仿真。 在使用Verilog HDL描述FPGA设计时，理解语句的顺序执行与并行执行是非常基础且关键的。这直接影响到逻辑电路的行为，以及在FPGA硬件上的实现方式。通过学习和掌握这些概念，工程师能够更好地利用FPGA的并行处理能力，设计出高效、可靠的数字系统。