Verilog激励语言中增加延时的正确方法

Verilog语言设计增加延时的正确方法在设计仿真激励文件是，为了满足和外部芯片接口的时序要求，经常会用到延时赋值语句，由于不同的延时赋值语句在仿真过程中行为不同，会产生不同的激励输出，如果不认真区分不同表达式引起的差异，就可能产生错误的激励，无法保证仿真结果的正确，本文就是区分各种延时赋值语句的差异，并给出比较结果。1：阻塞式左延时赋值语句举例说明如下moduleadder_t1(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;always@(aorborci)#12{co,sum}=a+b+ci;endmodule分析：上面例子是希望在输入信号变化后12ns再更新输出结果，假设在15ns时a发生变化，在27ns时，结果将被更新，但是如果在15ns到24ns这一段时间，a，b，ci又发生了变化，在27ns时，结果将按照最新的a，b，ci进行计算并被更新，图示如下：0ns15ns21ns24ns15ns时触发10abcif0301sumco030127ns如果将程序修改成如下格式，仿真的结果不变。moduleadder_t7a(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborci)begin#12tmp=a+b+ci;{co,sum}=tmp;endendmodule如果将程序做如下修改，moduleadder_t7b(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborci)begintmp=a+b+ci;#12{co,sum}=tmp;endendmodule仿真的结果如下图所示：从15ns到27ns之间的变化被忽视。0ns15ns21ns24ns15ns时触发10abcif0301sumco010027ns结论：阻塞式赋值语句是一句一句执行的，一句没有执行完，下一句绝不会执行。正因为如此，在此例中在延时12个ns的时间里，不作任何处理，tmp值保持不变（2’b10），而且对敏感变量的变化不作反应。不要将延时放在阻塞式赋值语句的左侧，这是一种不好的代码设计方式。2：阻塞式右延时赋值语句看下面的例子：moduleadder_t6(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;always@(aorborci){co,sum}=#12a+b+ci;endmodule它的仿真结果同adder_t7b。0ns15ns21ns24ns15ns时触发10abcif0301sumco010027ns下面两个例子的仿真结果和相同adder_t6moduleadder_t11a(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborci)begintmp=#12a+b+ci;{co,sum}=tmp;endendmodulemoduleadder_t11b(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborci)begintmp=a+b+ci;{co,sum}=#12tmp;endendmodule结论：不要将延时放在阻塞式赋值语句的右侧，这是一种不好的代码设计方式。3：非阻塞式左延时赋值语句看例子：moduleadder_t2(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;always@(aorborci)#12{co,sum}=a+b+ci;endmodule它的仿真结果同adder_t10ns15ns21ns24ns15ns时触发10abcif0301sumco030127ns结论：不要将延时放在非阻塞式赋值语句的左侧，这是一种不好的代码设计方式。4：非阻塞式右延时赋值语句看例子moduleadder_t3(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;always@(aorborci){co,sum}=#12a+b+ci;endmodule该例子的输出结果能随时跟踪输入信号的变化，仿真结果如下0ns15ns21ns24ns15ns时触发10abcif0301sumco010027ns2133ns336ns结论：使用非阻塞式右延时赋值语句可以，输出结果能够跟随输入的变化，建议使用5：非阻塞式右延时多重赋值语句看例子moduleadder_t9c(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborciortmp)begintmp=#12a+b+ci;{co,sum}=tmp;endendmodule该例子的输出结果和adder_t3相同，但是一定要注意将tmp也要列入敏感变量列表中去。或者使用如下程序，也能得到和adder_t3相同的结果。moduleadder_t9d(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;regco;reg[3:0]sum;reg[4:0]tmp;always@(aorborciortmp)begintmp=a+b+ci;{co,sum}=#12tmp;endendmodule结论：使用非阻塞式右延时多重赋值语句，一定要将内部定义的变量也写到敏感变量表中6：连续赋值语句看例子moduleadder_t4(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;assign#12{co,sum}=a+b+ci;endmodulemoduleadder_t5(co,sum,a,b,ci);outputco;output[3:0]sum;input[3:0]a,b;inputci;assign{co,sum}=#12a+b+ci;endmodule该例子的输出结果和adder_t3相同，结论：使用连续性延时赋值语句，是一种良好的代码风格