Vivado下阻塞赋值和非阻塞赋值的对比

news/2024/11/19 19:25:37/

Verilog 基础知识中已经介绍过了阻塞赋值和非阻塞赋值的区别，下面通过一个在Vivado中的简单例子来直观的反映两者的不同。
首先给出设计源代码如下。

module block(a,b,c,clk,x);input x;input clk;output reg a,b,c;always@(posedge clk)
begina = x;   //阻塞赋值b = a;c = b;
//    a <= x;   //非阻塞赋值
//    b <= a;
//    c <= b;
end
endmodule

仿真测试源代码如下。

`timescale 1ns / 1ps
module sim_block();
reg x;
reg clk;
wire a,b,c;initial 
beginx = 0;clk = 1;foreverbegin#({$random}%100)x = ~x;  //x的值在100ns内随机翻转一次end
endalways #10 clk = ~clk;// Instantiate the Unit Under Test (UUT) 例化待测设计
block uut_block(.x(x),.clk(clk),.a(a),.b(b),.c(c)
);
endmodule

运行仿真后，阻塞赋值的结果如下图所示，其中仿真运行时间设置的是1us。
在这里插入图片描述
通过上图可以看到，阻塞赋值方式下，在时钟上升沿到来后，a，b，c的值是同时发生变化的，也就是在时钟上升沿到来后，x的值立刻赋给a，a又立刻赋值给b，b又立刻赋值给c。
非阻塞赋值的仿真结果如下图所示。
在这里插入图片描述
可以看到，如果是非阻塞赋值，在时钟上升沿到来后，x的值没有立刻赋给a，a的值没有立刻赋值给b，b的值也没有立刻赋值给c，b为a原来的值，同样，c为b原来的值。这就导致仿真一开始b和c的值都是未知的，因为上述仿真测试代码里并没有对a和b的值做初始化。非阻塞赋值情况下新的值会延迟一个时钟周期才会给到。
阻塞赋值的RTL图如下图所示。
在这里插入图片描述
非阻塞赋值的RTL图如下图所示。

通过阻塞赋值和非阻塞赋值的RTL图也可以看出明显的不同，非阻塞赋值情况下得到的都是D触发器的旧值。
所以一般情况下，在组合逻辑中使用阻塞赋值，执行赋值语句后立即改变，在assign语句中必须用阻塞赋值。在时序逻辑电路中使用非阻塞赋值，这样可以避免仿真时出现竞争冒险现象。