浅谈Verilog代码的执行顺序

最新推荐文章于 2025-05-31 10:58:33 发布

STATEABC

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分类专栏：一般人学不会的FPGA 文章标签： fpga开发 FPGA verilog

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/STATEABC/article/details/134855459

一、组合逻辑和时序逻辑

数字电路可以分成两大类，一类叫组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。

组合逻辑电路：由门电路组成，其某一时刻的输出状态只与该时刻的输入状态有关，而与电路原来的状态无关，并没有记忆功能。

时序逻辑电路：由锁存器、触发器和寄存器等单元组成，其某一时刻的输出状态不仅与该时刻的输入状态有关，而且与电路原来的状态有关，具有记忆功能。

而组合逻辑电路和时序逻辑在FPGA中并行执行这是毋庸置疑的，唯一不同的就是组合逻辑只要信号发生改变就随便改变，时序逻辑则需要随着时钟的上升沿或下降沿的到来而改变。

assign  result1 = a & b;

always @(*) begin
	if (~reset_n) begin
		result2 = 0;
	end
	else begin
		result2 = a & b;
	end
end

always @(posedge clk or negedge reset_n) begin
	if (~reset_n) begin
		result3 <= 0;
	end
	else begin
		result3 <= a & b;
	end
end

在第一个clk时reset_n低电平有效，因此result2和result3被置为0，而result1则因为assign语句被置为1；

在第一个clk结束后reset_n变为高电平，因此result2被置为1，result3则因为没有检测到clk上升沿仍被置为0；

在第二个clk结束后a从1变为0，此时组合逻辑的result1和result2随之变化，而时序逻辑result3则在第三个上升沿clk时被置为0。

二、阻塞赋值和非阻塞赋值

阻塞赋值（=）：在赋值时，先计算等号右手部分的值，再赋值给左边变量，直到该语句赋值完成，后面的语句才能执行，会阻塞后面的语句。

非阻塞赋值（<=）：执行赋值语句右边，然后将begin-end之间的所有赋值语句同时赋值到赋值语句的左边，但是左边的变量的值不会立即更新，直到always块所有语句执行完，才将左边变量的值更新。

always @(posedge clk or negedge reset_n) begin
	if (~reset_n) begin
			b <= 0;
			c <= 0;
		end
	else begin
		b <= a;
		c <= b;
	end
end 

always @(*) begin
	e = d;
	f = e;
end

可以简单这么理解：阻塞赋值时顺序执行，前一句执行完后才会执行后一句；非阻塞赋值时并行执行。

这样也就很好解释了为什么什么是打拍。如下图仿真所示

非阻塞赋值：

在第一个clk时， reset_n为低电平有效，因此b、c被置为0；

在第二个clk时，执行赋值语句，因为是非阻塞赋值，将b的值置为a、将c的值置为b(注意此时b不等2，b的值仍为0)，赋值结束后b=2、c=0

在第三个clk时，执行赋值语句，此时b=2，将c的值置为b，因此赋值结束后c=2