數(shù)據(jù)流模型化

本章講述Verilog HDL語(yǔ)言中連續(xù)賦值的特征。連續(xù)賦值用于數(shù)據(jù)流行為建模；相反，過(guò)程賦值用于（下章的主題）順序行為建模。組合邏輯電路的行為最好使用連續(xù)賦值語(yǔ)句建模。

7.1 連續(xù)賦值語(yǔ)句

連續(xù)賦值語(yǔ)句將值賦給線(xiàn)網(wǎng)（連續(xù)賦值不能為寄存器賦值），它的格式如下（簡(jiǎn)單形式）：assignLHS_target = RHS_expression ;例如，wire ［3:0］ Z， Preset， Clear; // 線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明assign Z = Preset & Clear; //連續(xù)賦值語(yǔ)句連續(xù)賦值的目標(biāo)為 Z，表達(dá)式右端為“ Preset & Clear”。注意連續(xù)賦值語(yǔ)句中的關(guān)鍵詞assign。連續(xù)賦值語(yǔ)句在什么時(shí)候執(zhí)行呢 ？

只要在右端表達(dá)式的操作數(shù)上有事件 （事件為值的變化）發(fā)生時(shí)，表達(dá)式即被計(jì)算；如果結(jié)果值有變化，新結(jié)果就賦給左邊的線(xiàn)網(wǎng)。在上面的例子中，如果 P re s e t或C l e a r變化，就計(jì)算右邊的整個(gè)表達(dá)式。如果結(jié)果變化，那么結(jié)果即賦值到線(xiàn)網(wǎng)Z。連續(xù)賦值的目標(biāo)類(lèi)型如下：

1） 標(biāo)量線(xiàn)網(wǎng)

2）。 向量線(xiàn)網(wǎng)

3） 向量的常數(shù)型位選擇4） 向量的常數(shù)型部分選擇5） 上述類(lèi)型的任意的拼接運(yùn)算結(jié)果下面是連續(xù)賦值語(yǔ)句的另一些例子：assgin BusErr = Parity| （One & OP） ;assign Z = ~ （A | B） & （C | D） & （E | F） ;只要A、B、C、D、E或F的值變化，最后一個(gè)連續(xù)賦值語(yǔ)句就執(zhí)行。在這種情況下，計(jì)算右邊整個(gè)表達(dá)式，并將結(jié)果賦給目標(biāo) Z。

在下一個(gè)例子中，目標(biāo)是一個(gè)向量線(xiàn)網(wǎng)和一個(gè)標(biāo)量線(xiàn)網(wǎng)的拼接結(jié)果。wireCout， C i n ;wire ［3:0］ Sum， A， B;。 。 .assign{Cout， Sum} = A + B + Cin;因?yàn)锳和B是4位寬，加操作的結(jié)果最大能夠產(chǎn)生 5位結(jié)果。左端表達(dá)式的長(zhǎng)度指定為 5位（Cout 1位，Sum 4位）。

賦值語(yǔ)句因此促使右端表達(dá)式最右邊的 4位的結(jié)果賦給S u m，第5位（進(jìn)位位）賦給C o u t。下例說(shuō)明如何在一個(gè)連續(xù)賦值語(yǔ)句中編寫(xiě)多個(gè)賦值方式。assgin M u x = （S = = 0）？

A ： ‘bz， M u x = （S = = 1）？

B ： ’bz， M u x = （S = = 2）？

C ： ‘bz， M u x = （S = = 3）？

D ： ’bz;這是下述4個(gè)獨(dú)立的連續(xù)賦值語(yǔ)句的簡(jiǎn)化書(shū)寫(xiě)形式。

assign M u x = （S = = 0）？ A ： ‘bz;assign M u x = （S = = 1）？ B ： ’bz;assign M u x = （S = = 2）？ C ： ‘bz;assign M u x = （S = = 3）？ D ： ’bz;

7.2 舉例

下例采用數(shù)據(jù)流方式描述1位全加器。

在本例中，有兩個(gè)連續(xù)賦值語(yǔ)句。這些賦值語(yǔ)句是并發(fā)的，與其書(shū)寫(xiě)的順序無(wú)關(guān)。只要連續(xù)賦值語(yǔ)句右端表達(dá)式中操作數(shù)的值變化 （即有事件發(fā)生）， 連續(xù)賦值語(yǔ)句即被執(zhí)行。如果 A變化，則兩個(gè)連續(xù)賦值都被計(jì)算，即同時(shí)對(duì)右端表達(dá)式求值，并將結(jié)果賦給左端目標(biāo)。

7.3 線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值

連續(xù)賦值可作為線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明本身的一部分。這樣的賦值被稱(chēng)為線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值。例如 ：wire ［3:0］ S u m = 4‘b0;wire C l e a r = ’b1;wire A _ G T _ B = A 》 B， B_GT_A= B 》 A;線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值說(shuō)明線(xiàn)網(wǎng)與連續(xù)賦值。說(shuō)明線(xiàn)網(wǎng)然后編寫(xiě)連續(xù)賦值語(yǔ)句是一種方便的形式。參見(jiàn)下例。wire Clear;assign Clear= ‘b1;等價(jià)于線(xiàn)網(wǎng)聲明e賦值：wire Clear= ’b1;不允許在同一個(gè)線(xiàn)網(wǎng)上出現(xiàn)多個(gè)線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值。如果多個(gè)賦值是必需的，則必須使用連續(xù)賦值語(yǔ)句。

7.4 時(shí)延

如果在連續(xù)賦值語(yǔ)句中沒(méi)有定義時(shí)延，如前面的例子，則右端表達(dá)式的值立即賦給左端表達(dá)式， 時(shí)延為0。如下例所示顯式定義連續(xù)賦值的時(shí)延。assign #6 Ask = Quiet | | L a t e;規(guī)定右邊表達(dá)式結(jié)果的計(jì)算到其賦給左邊目標(biāo)需經(jīng)過(guò) 6個(gè)時(shí)間單位時(shí)延。例如，如果在時(shí)刻5，L a t e值發(fā)生變化，則賦值的右端表達(dá)式被計(jì)算，并且 A s k在時(shí)刻11（ = 5 +6）被賦于新值。圖7 - 1舉例說(shuō)明了時(shí)延概念。

如果右端在傳輸給左端之前變化，會(huì)發(fā)生什么呢？在這種情況下，應(yīng)用最新的變化值。下例顯示了這種行為：assign #4 Cab = Drm;圖7 - 2顯示了這種變化的效果。右端發(fā)生在時(shí)延間隔內(nèi)的變化被濾掉。例如，在時(shí)刻 5，Dr m的上升邊沿預(yù)定在時(shí)刻9顯示在Cab上，但是因?yàn)镈rm在時(shí)刻8下降為0，預(yù)定在Cab上的值被刪除。同樣， Drm在時(shí)刻1 8和2 0之間的脈沖被濾掉。這也同樣適用于慣性時(shí)延行為：即右端值變化在能夠傳播到左端前必須至少保持時(shí)延間隔；如果在時(shí)延間隔內(nèi)右端值變化，則前面的值不能傳輸?shù)捷敵觥?/p>

對(duì)于每個(gè)時(shí)延定義，總共能夠指定三類(lèi)時(shí)延值：1） 上升時(shí)延2） 下降時(shí)延3） 關(guān)閉時(shí)延這三類(lèi)時(shí)延的語(yǔ)法如下：

在第一個(gè)賦值語(yǔ)句中，上升時(shí)延、下降時(shí)延、截止時(shí)延和傳遞到 x的時(shí)延相同，都為 4。在第二個(gè)語(yǔ)句中，上升時(shí)延為4，下降時(shí)延為8，傳遞到x和z的時(shí)延相同，是4和8中的最小值，即4。在第3個(gè)賦值中，上升時(shí)延為 4，下降時(shí)延為8，截止時(shí)延為6，傳遞到x的時(shí)延為4 （ 4、8和6中的最小值）。在最后的語(yǔ)句中，所有的時(shí)延都為 0。上升時(shí)延對(duì)于向量線(xiàn)網(wǎng)目標(biāo)意味著什么呢 ？ 如果右端從非0向量變化到0向量，那么就使用下降時(shí)延。如果右端值到達(dá)z，那么使用下降時(shí)延；否則使用上升時(shí)延。

7.5 線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延

時(shí)延也可以在線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明中定義，如下面的說(shuō)明。wire #5 A r b;這個(gè)時(shí)延表明A r b驅(qū)動(dòng)源值改變與線(xiàn)網(wǎng)A r b本身間的時(shí)延?？紤]下面對(duì)線(xiàn)網(wǎng) A r b的連續(xù)賦值語(yǔ)句：

assign # 2 Arb = Bod & Cap;

假定在時(shí)刻1 0，B o d上的事件促使右端表達(dá)式計(jì)算。如果結(jié)果不同，則在 2個(gè)時(shí)間單位后賦值給 A r b，即時(shí)刻1 2。但是因?yàn)槎x了線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延，實(shí)際對(duì) A r b的賦值發(fā)生在時(shí)刻17（ = 10 + 2 + 5）。圖7 - 3的波形舉例說(shuō)明了不同的時(shí)延。圖7 - 4很好地描述了線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延的效果。首先使用賦值時(shí)延，然后增加任意線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延。如果時(shí)延在線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值中出現(xiàn)，那么時(shí)延不是線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延，而是賦值時(shí)延。下面是 A的線(xiàn)網(wǎng)說(shuō)明賦值，2個(gè)時(shí)間單位是賦值時(shí)延，而不是線(xiàn)網(wǎng)時(shí)延。w i r e #2 A = B - C; // 賦值時(shí)延

7.6 舉例

7.6.1 主從觸發(fā)器

下面是圖5 - 9所示的主從觸發(fā)器的Verilog HDL模型。

7.6.2 數(shù)值比較器

下面是8位（參數(shù)定義的）數(shù)值比較器數(shù)據(jù)流模型。

原文標(biāo)題：Verilog入門(mén)-數(shù)據(jù)流模型化

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