【Verilog HDL 训练】第 06 天（边沿检测）

1. 复习verilog语法

【选做题】

- reg和wire的区别

寄存器数据类型

Verilog中规定，凡是在程序块中被赋值的变量，都必须是寄存器类型的。（程序块：例如always块）

这里未免还是会让人产生疑惑？寄存器数据类型的变量最后一定会被综合成寄存器吗？

对应于实际的数字电路中，如果该程序块描述的是时序逻辑，则该寄存器变量对应为寄存器；如果该程序块描述的是组合逻辑，该寄存器变量对应为硬件逻辑；如果该程序块描述的是不完全组合逻辑，那么该寄存器变量也可以对应为锁存器。由此可见，寄存器类型的变量不一定会综合为寄存器。

线网数据类型

Verilog中规定，模块的input和inout端口必须是线网类型；连续赋值语句的被赋值对象必须是线网类型。对应于实际的数字电路，线网类型实际上就对应着硬件的连线，起到连接作用。

线网数据类型包括wire和tri等，wire最常见，不必多说，很多情况下直接声明为wire即可。

至于tri其实和wire在用法上是一模一样的，不过有时候，我们需要定义一些会被三态门驱动的硬件连线，用tri来命名会让代码更具有可读性，让人一看就知道这根连线上会出现Z状态，仅此而已！
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作者：李锐博恩（Reborn） 
原文：https://blog.csdn.net/Reborn_Lee/article/details/82771503 
这是我以前写过的博文：【 Verilog HDL 】寄存器数据类型（reg）与线网数据类型（wire，tri）

- 阻塞赋值与非阻塞赋值的区别

1、非阻塞（Non_Blocking）赋值方式（如 b <= a;）

块结束后才完成赋值操作；
b的值并不是立刻就改变；
这是一种比较常用的赋值方法。（特别在编写可综合模块时）
2、阻塞（Blocking）赋值方式（如： b = a；）

赋值语句执行完后，块才结束；
b的值在赋值语句执行完后立刻就改变；
可能产生意想不到的结果。
非阻塞赋值方式和阻塞赋值方式的区别常给设计人员带来问题。问题主要是给“always”块内的reg型信号的赋值方式不易把握。

如果“always”模块中的reg型信号采用非阻塞赋值方式：

b <= a;

这种方式的赋值并不是马上执行的，也就是说“always” 块内的下一条语句执行后，b并不等于a，而是保持原来的值。“always”块结束后，才进行赋值。

如果采用阻塞赋值方式：

b = a；

这种赋值方式是马上执行的。也就是说，执行下一条语句时，b已经等于a了。尽管这种方式看起来直观，但是可能引起麻烦。

下面对两种赋值方式举例分析：

例1：

非阻塞赋值

always @(posedge clk)
begin
 
    b <= a;
    c <= b;
 
end
上例中的"always"块中用了非阻塞赋值方式，定义了两个reg型信号b和c，clk信号的上升沿到来时，b就等于a，c就等于b，这里应该用到了两个触发器。请注意：赋值是在"always"块结束后执行的，c应为原来b的值，b为原来的a值。这个"always"块实际描述的电路功能如下图所示:

例2：

阻塞赋值

always @(posedge clk)
begin
 
    b = a;
    c = b;
 
end
上例中的 "always"块用了阻塞赋值方式。clk信号的上升沿到来时，将发生如下的变化：b马上取a的值，c马上取b的值(即等于a)，生成的电路图如下所示只用了一个触发器来寄存器a的值，又输出给b和c。这大概不是设计者的初衷，如果采用[例1]所示的非阻塞赋值方式就可以避免这种错误。

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作者：李锐博恩（Reborn） 
来源：CSDN 
原文：https://blog.csdn.net/Reborn_Lee/article/details/82222665 
这也是我以前写过的博文：【Verilog HDL】赋值语句之阻塞赋值方式与非阻塞赋值方式

其他博文：【 Verilog HDL 】进一步了解 Verilog HDL 的赋值运算符

- parameter与define的区别

作用域区别：

parameter 作用于声明的那个文件；`define 从编译器读到这条指令开始到编译结束都有效，或者遇到`undef命令使之失效。

如果想让parameter或`define作用于整个项目，可以将如下声明写于单独文件，并用`include让每个文件都包含声明文件：

`ifndef data

`define data  8’d14

或者

parameter data = 8‘d14;

`endif

`define也可以写在编译器最先编译的文件顶部。通常编译器都可以定义编译顺序，或者从最底层模块开始编译。因此写在最底层就可以了。

区别：

parameter可以用作例化时的参数传递。

在使用状态机时候区别挺大的。状态机的定义可以用parameter 定义，但是不推荐使用`define 宏定义的方式，因为'define 宏定义在编译时自动替换整个设计中所定义的宏，而parameter 仅仅定义模块内部的参数，定义的参数不会与模块外的其他状态机混淆。例如一个工程里面有两个module 各包含一个FSM，如果设计时都有IDLE 这一名称的状态，如果使用'define 宏定义就会混淆起来，如果使用parameter 则不会造成任何不良影响。

一旦`define指令被编译，其在整个编译过程中都有效。例如，通过另一个文件中的`define指令，定义的常量可以被其他文件中被调用。直到遇到`undef；parameter只在定义的文件中有效，在其它文件中无效。

这块内容参考：Verilog中parameter和define的区别

- task与function的区别

1.函数可以返回一个值而任务可以返回多个值

2.函数一经调用必须立即执行，里面不能包含任何的时序控制，而task中可以有时序控制

3.函数可以调用函数，但不可以调用任务，任务既可以调用函数也可以调用任务

4.函数必须要有一个输入参数，而任务可以没有参数输入。

4.任务输出的信号，在模块中必须定义为reg信号

参考：verilog 中任务与函数的区别

2. 用verilog实现边沿检测电路：上升沿，下降沿，双沿(上升或下降沿)。

昨天刚刚写了一篇类似的博文，里面用到了边沿检测，边沿检测应用可算是十分广泛呀， 写flash控制器时候也用到了。

使用握手协议的方式处理跨时钟域传输问题

从这篇博文中节选出边沿检测的部分吧：

//req上升沿检测
    reg reqr1, reqr2, reqr3; //定义reqrx代表延迟x拍
    //--------------------------------------------------------
    //第一种方法
    always @ (posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(!rst_n) begin
            reqr1 <= 1'b0;
            reqr2 <= 1'b0;
            reqr3 <= 1'b0;
        end
        else begin
            reqr1 <= req;
            reqr2 <= reqr1;
            reqr3 <= reqr2;
        end
    
    end
    
    //pos_req3比pos_req2延后一拍，确保数据被稳定锁存
    wire pos_req1, pos_req2, pos_req3;
    
    assign pos_req1 = ( { req, reqr1 } == 2'b10 ) ? 1'b1 : 1'b0;
    assign pos_req2 = ( { reqr1, reqr2 } == 2'b10 ) ? 1'b1 : 1'b0;
    assign pos_req3 = ( { reqr2, reqr3 } == 2'b10 ) ? 1'b1 : 1'b0;
    //------------------------------------------------------------------
    // 检测上升沿的第二种方法
    // assign pos_req1 = ~reqr1 & req;
    // assign pos_req2 = ~reqr2 & reqr1;
    // assign pos_req3 = ~reqr3 & reqr2;

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下面是仿真图，只看上面用到的变量部分：

更多细节，点开链接：https://blog.csdn.net/Reborn_Lee/article/details/89647526

上面的答案是昨天写的，所以优先附上，但之前也转载过类似的东西，看下之前的：

  

   

    

     

    
    

     

      reg [1:0]   signal_r;
     
    
   

    

     

    
    

     

      //-------------------------------------------------------
     
    
   

    

     

    
    

     

      //
     
    
   

    

     

    
    

     

      always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
     
    
   

    

     

    
    

     
 if(rst_n == 1'b0)begin
     
    
   

    

     

    
    

     

       signal_r <= 2'b00;
     
    
   

    

     

    
    

     
 end
     
    
   

    

     

    
    

     
 else begin
     
    
   

    

     

    
    

     

       signal_r <= {signal_r[0], signal_in};
     
    
   

    

     

    
    

     
 end
     
    
   

    

     

    
    

     

      end
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      assign  singal_posedge = ~signal_r[1] & signal_r[0];//检测上升沿
     
    
   

    

     

    
    

     

      assign  singal_negedge = signal_r[1] & ~signal_r[0];//检测下降沿
     
    
  
 

其实原理都是一样的。

3. 记录一下第2题中用到的工具，包括工具版本，操作步骤或命令选项，遇到的错误，提示信息等。

工具是：Vivado 2018

操作步骤：无非是建立工程，然后编写Verilog代码，之后编写Testbench文件，然后仿真即可。

遇到的问题：仿真发现，检测到边沿有时候并不能持续一个时钟，这是由于要检测的信号与时钟上升沿之间的位置关系。在应用边沿检测的时候，如果时间不够，可以多延迟几拍，见第二题的代码吧。

文章来源: reborn.blog.csdn.net，作者：李锐博恩，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：reborn.blog.csdn.net/article/details/89669193