目录

  1. 过程连续赋值概述
  2. Verilog 过程连续赋值语法
  3. Verilog 过程连续赋值的使用
  4. 实例分析
  5. 参考资料

过程连续赋值概述

在 Verilog 中，连续赋值（Continuous Assignment）语句用于给信号或变量赋值，常见于描述组合逻辑的行为。连续赋值语句通常用于模块外部，通过 assign 关键字实现，用于描述信号与逻辑关系。它与过程赋值（always 块中的赋值）有所不同，过程赋值用于时序逻辑的实现，而连续赋值主要用于组合逻辑。

然而，在某些情况下，Verilog 允许在过程语句块（always 块或 initial 块）中使用连续赋值。这是通过 <=（非阻塞赋值）或 =（阻塞赋值）来实现的，这种赋值方式依赖于信号的赋值顺序和行为模型。

Verilog 过程连续赋值语法

使用 assign 语句进行连续赋值

在 Verilog 中，assign 语句通常用于外部信号的连续赋值。其语法如下：

assign signal = expression;
  • signal 是被赋值的目标信号。
  • expression 是计算结果，通常是逻辑表达式。

例如：

assign y = a & b;

这个赋值语句会在任何 a 或 b 改变时重新计算并给 y 赋值。它描述了一个与门（AND gate）逻辑。

过程赋值中的连续赋值

Verilog 过程块（如 always 或 initial）中的赋值通常是阻塞赋值（=）或非阻塞赋值（<=）。在这些块内使用连续赋值时，可以模拟组合逻辑的行为。

阻塞赋值 (=)

阻塞赋值语句立即更新目标信号的值，并且会阻止执行下一行代码，直到完成赋值。

非阻塞赋值 (<=)

非阻塞赋值则允许在赋值时不阻塞后续语句的执行，它通常用于描述时序逻辑，确保赋值的顺序不会影响其他并行操作。

例如：

always @ (a or b) begin
    y = a & b;   // 阻塞赋值
end

和

always @ (a or b) begin
    y <= a & b;  // 非阻塞赋值
end

Verilog 过程连续赋值的使用

在 always 块中使用连续赋值语法可以模拟组合逻辑的行为，并且通过选择阻塞或非阻塞赋值，可以控制模拟结果的时序行为。

1. always 块与连续赋值结合

通常，always 块中会使用阻塞赋值来进行组合逻辑的描述。当需要在时序逻辑中赋值时，可以使用非阻塞赋值来确保时序行为。

阻塞赋值（组合逻辑示例）

module comb_logic(input a, input b, output reg y);
    always @ (a or b) begin
        y = a & b;  // 阻塞赋值，模拟与门操作
    end
endmodule

非阻塞赋值（时序逻辑示例）

module sequential_logic(input clk, input a, input b, output reg y);
    always @ (posedge clk) begin
        y <= a & b;  // 非阻塞赋值，模拟时序操作
    end
endmodule

2. 使用 assign 语句进行连续赋值

assign 语句通常用于模块外部的信号赋值。在组合逻辑中，assign 可以用于为信号分配连续的逻辑值。

module comb_logic(input a, input b, output y);
    assign y = a & b;  // 直接赋值，使用 assign 表示组合逻辑
endmodule

3. 使用 always 和 assign 混合

虽然 assign 语句通常用于模块外部，但也可以与 always 语句混合使用以增加表达能力，尤其是在需要控制信号的赋值时。

module mixed_logic(input a, input b, input clk, output reg y);
    always @ (posedge clk) begin
        y <= a & b;  // 非阻塞赋值，用于时序逻辑
    end
    assign z = a | b;  // 直接赋值，表示组合逻辑
endmodule

实例分析

示例 1：使用 assign 进行连续赋值

module assign_example(input a, b, output y);
    assign y = a & b;  // 组合逻辑，y 等于 a 和 b 的与操作
endmodule

在这个简单的例子中，assign 语句用于为 y 赋值，表示一个组合逻辑与操作。任何时候 a 或 b 发生变化，y 的值会自动更新。

示例 2：always 块中的阻塞与非阻塞赋值

module always_example(input a, b, clk, output reg y);
    always @ (posedge clk) begin
        y <= a & b;  // 非阻塞赋值，适用于时序逻辑
    end
endmodule

这个示例展示了在时序逻辑中使用非阻塞赋值来更新 y。每次时钟上升沿到来时，y 会被更新为 a 和 b 的与操作结果。

参考资料