Verilog杂谈

1. Testbech总是用reg去驱动DUT的input端口，因为需要在仿真期间设置和保持输入端的值（例如在initial中设置初值，在always中设置激励值）；

2. 避免对局部reg在定义时赋值，尽管这在计算机语言中很常见。例如：

always @(...) begin : XXX
  reg c = ;
  c = ...;
end

上面的代码中，定义时赋值会使得c仅在初次进入always时被赋值为0，其后的值因reg特性而得以保留，从而综合工具（至少quartus）会综合出组合环路。改成如下形式即可：

reg c;

c = 0;

c = ...

modelsim甚至拒绝编译局部reg定义时赋值的代码。

3. 可以在always语句中给reg赋默认值

always @(...) begin
  c = ;            // c is a reg
  if(condition)
    c = ;
end

这样即使没有else也不会综合出环路。（VHDL的process语句也可采用这种写法）

4. in/out/reg等等可直接写在端口列表中，例如：

module(input clk, input[:] preset, output reg[:] cnt);

5. always begin/end中，“=”是阻塞式赋值，"<="是并发式赋值。所以：

always @(posedge clk) begin
  d1 = d0;
  d2 = d1;     // 阻塞赋值，两条语句依次执行完毕后（d2=d1）等待下一个clk，对应综合结果一级锁存
end

always @(posedge clk) begin
  d1 <= d0;
  d2 <= d1;    // 并发赋值，两条语句（在同一个时钟边沿）并发执行，对应综合结果二级并行锁存
end

注意：设计程序时应避免在同一always块内同时出现阻塞赋值和非阻塞赋值。

综合工具（至少quartus）拒绝综合always fork/join。

6. in/inout*不*能是reg；in端口从模块外部取值因此不可能保持某个值；inout具有in能力因此同前述（从综合角度看inout必须具有tri能力以便在必要时关闭out用作in）。

7. 惯性延迟和传播延迟

7.1 惯性延迟

惯性延迟使得小于延迟时间的信号变化被忽略。

例如：

assign #5 b = a;

或者：

always @(a) #5 b = a;

以上语句执行如下：

1> a发生变化；

2> 5个时间单位后，将a的当前值赋给b。

于是，若a上产生的是小于5个时间单位的脉冲，那么当赋值语句执行时，a的值已恢复，b上将不会产生脉冲。

测试代码和仿真结果如下：

`timescale 1ns/100ps
module sim;

  reg a;
  reg b;

  initial begin
    a = ;
    b = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
  end

  always @(a) begin
    if($time > ) begin
      $display($time, " a=%b, b=%b", a, b);
      # b = a;
      $display($time, " a=%b, b=%b", a, b);
    end
  end

endmodule

代码跳过$time=0时刻在a上x->0的变化。

$display语句打印如下消息：

# 1 a=1, b=0
# 6 a=0, b=0

仿真波形：

7.2 传播延迟

传播延迟传递信号的任何变化。测试程序如下：

（注意赋值语句为非阻塞赋值，注意延时值在语句中的位置）

`timescale 1ns/100ps

module sim;

  reg a;
  reg b;

  initial begin
    a = ;
    b = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
  end

  always @(a) begin
    if($time > ) begin
      $display($time, " +++ a=%b, b=%b", a, b);
      b <=# a;
      $display($time, " --- a=%b, b=%b", a, b);
    end
  end

endmodule

上面always块执行时，a发生变化后立即取a的值，在5个时间单位后赋值给b。并且，因为采用了非阻塞式赋值，always语句块在取得a的值后就退出，以便能够捕捉到a上的下一次变化（此时延时时间还没到，b还没有得到新值）。

仿真结果如下：

# 1 +++ a=1, b=0
# 1 --- a=1, b=0
# 2 +++ a=0, b=0
# 2 --- a=0, b=0
# 3 +++ a=1, b=0
# 3 --- a=1, b=0
# 4 +++ a=0, b=0
# 4 --- a=0, b=0

从仿真结果可以看出，非阻塞赋值语句的执行和生效是分开的。当使用上述赋值形式时，语句的执行是立即的，而生效时间由延时时间设定。

7.3 使用语句内延迟和阻塞式赋值

always @(a) b =# a;

执行如下：

取得a的值；延时5时间单位；赋值给b。此写法捕获a的第一次变化，但忽略其后a上5个时间单位内的任何变化。

例如对于以下激励，b在时间单位6从0变为1，且不再回到0。

  initial begin
    a = ;
    b = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
    # a = ;
  end

7.4 使用语句间延迟和非阻塞赋值

always @(a) # b <= a;

由于只有一条赋值语句，其结果与惯性延迟等价。

7.4 在fork/join内使用延时语句

[略]

8 event

event是广播且无记忆的，因此，当event发生时，只有且所有正在其上等待的进程会接收到这个ev。

9 纯延时

always begin
  #;
end

10 语句块和disable

总是使用独立的begin/end来标识语句块（？）：

always begin
    begin : my_block
        for(int i = ; i < ; i++) begin // i++是system verilog语法
            if(i == ) begin
                disable my_block;
            end
        end
    end
end

这样看起来比较清晰且不会引发误解。如果将my_block标记在for循环的begin后面，disable的将是该begin和对应end之间的语句块，也就是if语句，而for循环本身不会被禁用。
disable对语句块的禁用是“临时”的，下次满足进入语句块条件时仍会执行。上例中禁用for循环后，再次进入always块仍然会执行for循环。