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  • verilog中的可综合逻辑和不可综合逻辑

     

    一、verilog语法,可否综合总体有以下区分:

    (1)所有综合工具都支持的结构:always,assign,begin,end,case,wire,tri,supply0,supply1,reg,integer,default,for,function,and,nand,or,nor,xor,xnor,buf,not,bufif0,bufif1,notif0,notif1,if,inout,input,instantitation,module,negedge,posedge,operators,output,parameter。

            可综合的运算符包括:> , <  , >=  , <= , == , != , >>, << (位移量为变量,则会综合出通用位移器), &,  |,  ^ , +, - ,*, /(某些综合工具可能不支持)

                                               {[ ],[ ]} :部分选取和位选取操作,这个有点复杂。

                                                             部分选取仅支持常量部分选取。如:                                                          

     1 module PartSelect(
     2    in_a, 
     3    in_b ,
     4    out_c);
     5 
     6    input [3:0] in_a, in_b;
     7    output [3:0] out_c;
     8 
     9    assign out_c[2:0] = {in_a[2],in_b[3:2]};
    10 
    11 endmodule
    12 //  out_c[2:0] 和 in_b[3:2]即为部分选取    

                                                           位选取支持常量和非常量选取,非常量选取时会生成多路选择器或译码器。如:

     1 //常量位选取
     2 module ConstantBitSelect(
     3   in_a,
     4   in_b,
     5   in_c,
     6   out_d
     7 );
     8 
     9   input [3:0] in_a,in_b,in_c;
    10   output [3:0] out_d;
    11 
    12   assign out_d[2:0] = {in_a[2],in_b[1:0]};
    13   assign out_d[3] = in_c[2];
    14 endmodule
    15 //这里in_a[2],out_d[3] , in_c[2]都是位选取。
     1 module NotConstantBitSelectRight(
     2   Data,
     3   Index,
     4   Dout
     5 );
     6   input [0:3] Data;
     7   input [1:2] Index;
     8   output Dout;
     9 
    10   assign Dout=Data[Index];    //选取Data其中一位赋值给Dout
    11 endmodule
    12 //综合的网表如下图。这里的非常量下标位选取产生了多路选择器。

     

     1 module NotConstantBitSelectLeft(
     2   Mem,
     3   Store,
     4   Addr
     5 );
     6   output[7:0] Mem;
     7   input Store;
     8   input [1:3]Addr;
     9   
    10   assign Mem[Addr]=Store;  //将Mem其中某一位修改为Store
    11 endmodule
    12 //综合网表如下图,这里非常量下标的位选择生成了译码器

     (2)所有综合工具都不支持的结构:time,defparam,$finish,fork,join,initial,delays,UDP,wait。

            不可综合的运算符包括: === , !==  ,   {[ ],[ ]} (非常量部分选取)

     (3)有些工具支持有些工具不支持的结构:casex,casez,wand,triand,wor,trior,real,disable,forever,arrays,memories,repeat,task,while。

     二、建立可综合模型的原则

        要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性,在建模时应注意以下要点:

        (1)不使用initial。

        (2)不使用#10。

        (3)不使用循环次数不确定的循环语句,如forever、while等。

        (4)不使用用户自定义原语(UDP元件)。

        (5)尽量使用同步方式设计电路。

        (6)除非是关键路径的设计,一般不采用调用门级元件来描述设计的方法,建议采用行为语句来完成设计。

        (7)用always过程块描述组合逻辑,应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。

        (8)所有的内部寄存器都应该能够被复位,在使用FPGA实现设计时,应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。

        (9)对时序逻辑描述和建模,应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模,既可以用阻塞赋值,也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中,最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。

        (10)不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值,又使用非阻塞式赋值。

        (11)如果不打算把变量推导成锁存器,那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。

        (12)避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。

        (13)同一个变量的赋值不能受多个时钟控制,也不能受两种不同的时钟条件(或者不同的时钟沿)控制。

        (14)避免在case语句的分支项中使用x值或z值。

    三、 不能综合的语句:

     (1)initial                   

        只能在test bench中使用,不能综合。(我用ISE9.1综合时,有的简单的initial也可以综合,不知道为什么)

     (2)events                  

        event在同步test bench时更有用,不能综合。

    (3)real                       

        不支持real数据类型的综合。

     (4)time                          

        不支持time数据类型的综合。

     (5)force 和release      

        不支持force和release的综合。

     (6)assign 和deassign     

        不支持对reg 数据类型的assign或deassign进行综合,支持对wire数据类型的assign或deassign进行综合。

     (7)fork join          

    不可综合,可以使用非块语句达到同样的效果。

     (8)primitives                

        支持门级原语的综合,不支持非门级原语的综合。

     (9)table                    

        不支持UDP 和table的综合。

     (10)敏感列表里同时带有posedge和negedge

       如:always @(posedge clk or negedge clk) begin...end

       这个always块不可综合。

     (11)同一个reg变量被多个always块驱动

     (12)延时

       以#开头的延时不可综合成硬件电路延时,综合工具会忽略所有延时代码,但不会报错。

       如:a=#10 b;

       这里的#10是用于仿真时的延时,在综合的时候综合工具会忽略它。也就是说,在综合的时候上式等同于a=b;

     (13)与X、Z的比较

      可能会有人喜欢在条件表达式中把数据和X(或Z)进行比较,殊不知这是不可综合的,综合工具同样会忽略。所以要确保信号只有两个状态:0或1。

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