一文搞懂阻塞赋值和非阻塞赋值

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# 1.阻塞赋值和非阻塞赋值的区别：
(1)阻塞赋值"="，必须是阻塞赋值完成后，才进行下一条语句的执行；赋值一旦完成，等号左边的变量值立即变化。在同一个块中，非阻塞赋值表达式的书写顺序不影响赋值的结果。硬件没有对应的电路。
（要点为串行，从上到下顺序执行，立即生效）

（2）非阻塞赋值"<="，在赋值开始时计算表达式右边的值，在本次仿真周期时钟的下降沿时才更新被赋值变量，即赋值不是立即生效的；非阻塞赋值允许块中其他语句同时执行。在同一个块中，阻塞赋值表达式的书写顺序会影响赋值的结果。硬件有对应的电路。
（要点：并行，不是立即生效，同时执行）

2.非阻塞赋值举例

相信刚入门的读者，看完上面的理论是一脸懵逼，实践出真知，来看下面一个简单的例子：

module test(
	input 	clk,
	input	din,
	output	dout
    );
	reg r1,r2,r3;
	always @(posedge clk) begin
		r1 <= din;
		r2 <= r1;
		r3 <= r2;										
	end												
	assign dout = r3;
endmodule

话不多说，写个简单的仿真来看结果，设置输入din为0，1，2，3一直循环。

`timescale 1ns / 1ps

module test_tb;
parameter 		T = 20	;
reg				clk		;	
reg		[1:0]	din		;
wire	[1:0]	dout	;

always #(T/2) clk = ~clk;

test u_test(
.clk	(clk	),
.din	(din	),
.dout   (dout	)
);

initial begin
	clk = 1'b0;
	din = 2'b0;
	for(;;) begin
		#T
		din = din + 1'b1;
	end
end

endmodule

可以看到第一个时钟周期，r1被赋值为din的’0’,但是由于上个周期r1为未知，此时r2的值为未知；同理r3的值也应该被赋予的是上个周期的值，也是未知。从第三个周期开始，dout才开始输出din的值，相当于din被延迟了三个周期输出。由于非阻塞赋值"<="的特性，常常用来对信号打拍，在消除亚稳态和边沿检测时经常用到。

3.阻塞赋值举例

还是使用上面的例子，只是把"<=“改为”="。

`timescale 1ns / 1ps

module test(
	input 			clk		,
	input	[1:0]	din		,
	output	[1:0]	dout
    );
	
	reg [1:0]	r1,r2,r3;
	
	always @(posedge clk) begin
		r1 = din;
		r2 = r1;
		r3 = r2;
	end	
	assign dout = r3;
	
endmodule

还是仿真看下结果：

可以看到，r1,r2,r3在一个时钟上升沿，都赋值为输入din的值。

4.总结

阻塞赋值对应的电路结构往往与触发沿没有关系，只与输入的电平变化有关系；非阻塞赋值对应的电路结构往往与触发沿有关系，只有在触发沿时才有可能发生赋值的情况。

8个要点：

1. 时序电路建模时，用非阻塞赋值（<=）。
2. 锁存器电路建模时，用非阻塞赋值(<=)。
3. 用always块建立组合逻辑时，用阻塞赋值(=)。
4. 在同一个always块中建立时序和组合逻辑电路时，用非阻塞赋值。
5. 在同一个always块中不要既用非阻塞赋值又用阻塞赋值。
6. 不要在一个以上的always块中为同一个变量赋值。
7. 用$strobe系统任务来显示用非阻塞赋值的变量值。
8. 在赋值时不要使用#0延迟。

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