Verilog语言设计增加延时的正确方法.doc

Verilog语言设计增加延时的正确方法Verilog语言设计增加延时的正确方法在设计仿真激励文件是，为了满足和外部芯片接口的时序要求，经常会用到延时赋值语句，由于不同的延时赋值语句在仿真过程中行为不同，会产生不同的激励输出，如果不认真区分不同表达式引起的差异，就可能产生错误的激励，无法保证仿真结果的正确，本文就是区分各种延时赋值语句的差异，并给出比较结果。1：阻塞式左延时赋值语句举例说明如下module adder_t1 (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;always (a or b or ci)#12 co, sum = a + b + ci;endmodule分析：上面例子是希望在输入信号变化后12ns再更新输出结果，假设在15ns时a发生变化，在27ns时，结果将被更新，但是如果在15ns到24ns这一段时间，a，b，ci又发生了变化，在27ns时，结果将按照最新的a，b，ci进行计算并被更新，图示如下：如果将程序修改成如下格式，仿真的结果不变。module adder_t7a (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci)begin#12 tmp = a + b + ci;co, sum = tmp;endendmodule如果将程序做如下修改，module adder_t7b (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci)begintmp = a + b + ci;#12 co, sum = tmp;endendmodule仿真的结果如下图所示：从15ns到27ns之间的变化被忽视。结论：阻塞式赋值语句是一句一句执行的，一句没有执行完，下一句绝不会执行。正因为如此，在此例中在延时12个ns的时间里，不作任何处理，tmp值保持不变（2b10），而且对敏感变量的变化不作反应。不要将延时放在阻塞式赋值语句的左侧，这是一种不好的代码设计方式。2：阻塞式右延时赋值语句看下面的例子：module adder_t6 (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;always (a or b or ci)co, sum = #12 a + b + ci;endmodule它的仿真结果同adder_t7b。下面两个例子的仿真结果和相同adder_t6module adder_t11a (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci)begintmp = #12 a + b + ci;co, sum = tmp;endendmodulemodule adder_t11b (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci)begintmp = a + b + ci;co, sum = #12 tmp;endendmodule结论：不要将延时放在阻塞式赋值语句的右侧，这是一种不好的代码设计方式。3：非阻塞式左延时赋值语句看例子：module adder_t2 (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;always (a or b or ci)#12 co, sum = a + b + ci;endmodule它的仿真结果同adder_t1结论：不要将延时放在非阻塞式赋值语句的左侧，这是一种不好的代码设计方式。4：非阻塞式右延时赋值语句看例子module adder_t3 (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;always (a or b or ci)co, sum = #12 a + b + ci;endmodule该例子的输出结果能随时跟踪输入信号的变化，仿真结果如下结论：使用非阻塞式右延时赋值语句可以，输出结果能够跟随输入的变化，建议使用5：非阻塞式右延时多重赋值语句看例子module adder_t9c (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci or tmp)begintmp = #12 a + b + ci;co, sum = tmp;endendmodule该例子的输出结果和adder_t3相同，但是一定要注意将tmp也要列入敏感变量列表中去。或者使用如下程序，也能得到和adder_t3相同的结果。module adder_t9d (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;reg co;reg 3:0 sum;reg 4:0 tmp;always (a or b or ci or tmp)begintmp = a + b + ci;co, sum = #12 tmp;endendmodule结论：使用非阻塞式右延时多重赋值语句，一定要将内部定义的变量也写到敏感变量表中6：连续赋值语句看例子module adder_t4 (co, sum, a, b, ci);output co;output 3:0 sum;input 3:0 a, b;input ci;assign #12 co, sum = a + b + ci;endmodulemodule adder_t5 (co, s