HDLBits 练习 Always if2

最新推荐文章于 2024-04-09 21:56:23 发布

Megahertz66

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分类专栏： Hdlbit练习文章标签： fpga

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博客主要围绕Verilog设计中避免产生锁存器展开。指出设计电路应先从电路角度思考，不能先写代码再期待成合理电路。语法正确的代码不一定能变成合理电路，未指定情况时Verilog会“保持输出不变”产生锁存器，组合逻辑电路需针对所有情况设计值。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Always if2

一个常见的错误：如何避免产生锁存器。

当设计一的电路的时候，你首先应该从电路的角度去思考。

我想要一个逻辑门
我想要一个有着3和输入和3输出的组合逻辑电路。
我想要一个后边跟着一个触发器的组合逻辑电路。

你必须不能先写代码，然后就期待它能成为一个真正意义上的电路。

if(cpu_overheated) then shut_off_computer = 1;
if(~arrived) then keep_driving = ~gas_tank_empty;

语法正确的代码不意味着就一定可以变成合理的电路(组合逻辑 + 触发器)。
一般的理由是 “当你没有具体指定一些情况的时候会发生什么？”。
Verilog 的答案是：“保持输出不变”。

这种“保持输出不变” 的行为意味着当前的状态需要保存下来，这就会产生锁存器。
组合逻辑(例如：逻辑门)是不能记录任何状态的。注意警告“(10240): … inferring latch(es)”信息。
除非这个锁存器是你故意制造的，但是大多数情况都意味着一个 BUG。
组合逻辑电路必须要针对所有的情况设计一个值。这通常意味着你需要 else 或者给 output
指定默认值。

示例：

下面的代码包含了一个不正确的行为，导致产生了一个锁存器。解决掉这个 BUG 如果
你需要在过热的时候关掉电脑，不需要开车在你已经到地方了或者你也不需要去加油。

always @(*) begin
    if (cpu_overheated)
       shut_off_computer = 1;
end

always @(*) begin
    if (~arrived)
       keep_driving = ~gas_tank_empty;
end

在这里插入图片描述

答案

// synthesis verilog_input_version verilog_2001
module top_module (
    input      cpu_overheated,
    output reg shut_off_computer,
    input      arrived,
    input      gas_tank_empty,
    output reg keep_driving  ); //

    always @(*) begin
        if (cpu_overheated)
           shut_off_computer = 1;
        else
           shut_off_computer = 0;
    end

    always @(*) begin
        if (arrived || gas_tank_empty)
           keep_driving = 0;
        else
           keep_driving = 1;
    end

endmodule