always、always_comb、always_latch、always_ff;
unique /priority case ; unique /priority if...else ;
一、SV中的always
在Verilog中,设计组合逻辑和时序逻辑时,都要用到always:
always @(*)begin //组合逻辑
if(a > b)
q = 1’b1;
else
q = 1’b0;
end
always @(posedge clk or posedeg rst)begin //时序逻辑
if(rst)
q <= 1’b0;
else
q <= d;
end
仅从关键字上,看不出设计者想要一个什么样的电路。
SV把always关键字细化了。对不同的设计要求有不同的关键字:
always_comb :
always_comb //组合逻辑
if(a > b)
q = 1’b1;
else
q = 1’b0;
always_comb表示设计者想要设计一个组合逻辑电路。同时不必再写敏感信号列表。我们在设计组合逻辑电路时,一件最重要的事就是不要一不小心搞一个latch出来。always_comb会告诉综合工具,这里需要的是一个组合逻辑电路。假如我们设计时,if语句或者case语句没有写完整,
always_comb //错误
if(a > b)
c = 1’b1;
在综合时,我们会收到警报:这里应该是组合逻辑,你把他写成了latch。使用always,则不会收到这样的警告。
如果真的需要latch,SV准备了专门的关键字:
always_latch :
always_latch //latch
if(en)
q = d;
always_latch是电平敏感的,它也不需要敏感信号列表,它会告诉综合工具,这里我就是需要一个latch。
always_comb和always_latch极大的降低了unintentional latch的出现。这是对电路设计的一大提升。
对于flip-flop触发器的设计,也有专门的关键字:
always_ff :
always_ff @(posedge clk or posedge rst) //flip-flop
if(rst)
q <= 1'b0;
else
q <= d;
ff是flip_flop的缩写,它需要敏感信号列表,并且是边沿触发的,所以敏感信号列表里的信号,都需要加关键字posedge或negedge。假如我们忘记了写posedge或者negedge,综合工具会发出警告:这里应该是flip-flop,可你写的不是flip-flop。使用always,则不会收到这样的警告。
SV把always细化成always_comb, always_ff, 和always_latch。使综合工具可以自动检查各种细节,降低了设计失误的可能。
二、SV中的if /case
SV对于case语句新增了两个特殊的修饰符:unique及priority。其语法规则如下:
unique case (<case_expression>)
... // case items
endcase
priority case (<case_expression>)
... // case items
endcase
unique case
唯一值case,case_expression同时只能匹配一个case_selection_items;
一个case_selection_items必须存在与之对应的case_expression。unique修饰符显式指明了该case语句是完整的且并行的,各case分支之间彼此互斥,没有交叠。当出现非预期的值时,运行将报错。
unique case等效于同时使用verilog中的full_case及parallel_case附注;
该语句指定:必须有且只有一个条件选项与条件表达式匹配。
注:full_case及parallel_case为编译选项。
priority case
具有优先级的case,至少有一个case_selection_items需要匹配case_expression;如果存在多个匹配,则只执行第一个匹配的分支。
priority case等效于verilog中的full_case附注;
该语句指定:
至少有一个条件选项与条件表达式相符;
若存在多个条件选项的值与条件表达式匹配,则必须执行第一个匹配分支。
full_case : 告诉综合器,所有情况已经罗列完毕,不可以产生锁存器,影响电路性能。
parallel_case : 告诉综合器,所有条件互斥,且并行,没有优先级。
关于full_case及parallel_case的综合编译选项,其实是对代码书写不规范而做的一种约束,如果我们代码书写规范(如:使用default来生成完备的case)就不需要考虑full_case及parallel_case。
unique if...else
取消判断顺序优先级
priority if...else
表示分支的次序是重要的,需按照原有次序进行优先级编码
举个栗子:
int a,b,c;
initial begin
a=10;
b=22;
c=30;
unique if ( a < b ) $display("\t a is less than b");
else if ( a < c ) $display("\t a is less than c");
else $display("\t a is greater than b and c");
end
运行结果:
如果将unique属性取消或替换为priority,则不会报错,运行结果如下: