在VHDL中，变量的赋值语句使用":="这个符号，变量的赋值是立即生效的。 信号的赋值语句使用"的赋值是有延迟的，不是立即生效的。 变量是个局部量，而信号是全局的。...需要注意的是，wait for一般只用来进行仿真，不能用来产生实际的信号。因为综合器不能准确产生时间。...当IF语句的条件无重叠的时候，建议使用CASE语句来代替。 IF的分支必须包含所有情形，否则综合器就会认为你需要引入锁存器。...return 表达式; --只能用在函数中 return; --只能用在过程中 NULL语句 NULL语句只是一种占位操作，它不进行任何操作，不会产生时延。...WHEN OTHERS => NULL; 这个NULL实质上隐含了引入锁存器的含义，所以一般不在组合逻辑电路中使用。
在执行当前语句时，阻塞赋值将阻塞过程中的所有后续语句阻塞的执行 图4.1 Verilog分层事件队列 赋值始终被视为“一步”过程。在活动事件队列中，计算阻塞赋值的RHS，同时更新阻塞分配的LHS。...示例4.6中断组合循环的解决方案 图4.4避免组合循环的寄存器逻辑 设计中的意外锁存器 建议设计中不应有非预期的锁存器，因为锁存器在激活电平期间起到透明作用，并将数据直接传输到其输出。...If else语句为分配中的a_in和分配中的b_in推断多路复用器，它推断由启用输入c_in控制的正电平敏感锁存器。...图4.5缺少“else”条件的综合逻辑 锁存器由于if-else中的赋值不完整或由于case语句中包含的条件不完整而被推断。建议设计人员在编写RTL代码时注意这一点。...使用“case endcase”推断并行逻辑，使用“if else”推断优先级逻辑 使用“case endcase”中的所有case条件或“default”，以避免产生意外锁存器。
作为一个通用程序，always可用于仿真组合逻辑、时序逻辑、锁存逻辑和各种验证过程。当综合编译器遇到always过程时，编译器无法知道设计工程师打算对哪种类型的功能进行建模。...该列表是完全完整的，避免了@*推断不完整敏感列表的极端情况。 不允许在always_comb过程中使用#、@或wait等延迟语句的执行，这是对使用零延迟程序的综合指南的强制。...在always comb中使用这些时间控件是一个错误，在RTL模型的编译和布线过程中会发现这一错误。...在“always_comb”程序中赋值的任何变量都不能从另一个程序或连续赋值语句中赋值，这是综合编译器要求的限制。在RTL模型的编译和布线过程中，会发现违反此综合规则的编码错误。...然而，当使用非阻塞赋值时，综合编译器仍可能创建组合逻辑，导致在RTL仿真中验证的行为与综合后的实际门级行为不匹配。 避免组合逻辑程序中的意外锁存 RTL建模中的一个常见问题是推断代码中的锁存行为。
在学习中，学习任何东西都有一个过程，一个初步认识到慢慢了解再到精通掌握的过程，当然，学习 VHDL 语法也是一样，首先你要了解什么是VHDL，然后结合实践再遵从理论，你才可能理解的更加迅速更加透彻。...VHDL语言的不足之处: 设计的最终实现取决于针对目标器件的编程器，工具的不同会导致综合质量不一样。...变量Variable 变量只能在进程语句、函数语句和过程语句结构中使用。变 量的赋值是直接的，非预设的，分配给变量的值立即成为当前 值，变量不能表达“连线”或存储元件，不能设置传输延迟量。...在VHDL标准程序包STANDARD中定义好，实际使用过程中，已自动包含进VHDL源文件中，不需要通过USE语句显式调用。...在条件语句中，必须要全面考虑Std_Logic的所有可能取值情况，否则综 合器可能会插入不希望的锁存器。
而且目前网上大多数文章都对锁存器有个误解，我们后面会详细说明。 这篇文章，我们包含如下内容： 锁存器、触发器和寄存器的原理和区别，为什么锁存器不好？ 什么样的代码会产生锁存器？...image 其中D为输入信号，当E为高时，输出Q即为输入的D；当E为低时，Q保持E为高时的最后一次状态，也就是锁存过程。 ? image 为什么锁存器不好？ ...在组合逻辑中，如果条件描述不全就会容易产生Latch： if语句中缺少了else语句 case语句中没有给出全部的情况。...if语句中，及时没有else，也不会综合出Latch的。 ...最常见的就是状态机，我见过不少的FPGA工程师在写状态机时，case语句中没有给出变量的全部情况。 为什么锁存器依然存在于FPGA中？
1.3 CMOS集成电路的功耗 CMOS集成电路的功耗主要有以下三个来源： 动态功耗：由于电路负载电容在开关过程中的充放电而产生。...给定频率f，动态功耗为：负载电容* Vdd * Vdd * f 短路功耗：由于PMOS和NMOS在开关过程中同时导通而形成短路路径而产生。 静态功耗：由于晶体管存在漏电流而产生。...基于这种结构，可以有两种基本的时序元件，分别是： 1、锁存器（Latch）：锁存器是在两个反相器之间加入一个传输门来控制数据的输入和输出。... 2、触发器（Flip-Flop）：触发器是由两个锁存器串联而成的。第一个锁存器叫做主锁存器（Master latch），第二个锁存器叫做从锁存器（Slave latch）。...同时，由于时钟信号反相，从锁存器的传输门关闭，输出信号“Q”保持原来的值不变。 当时钟信号为低电平时，从锁存器的传输门打开，输出信号“Q”更新为主锁存器锁定的值。
大侠可以关注FPGA技术江湖，在“闯荡江湖”、"行侠仗义"栏里获取其他感兴趣的资源，或者一起煮酒言欢。...今天给大侠带来的是一周掌握 FPGA VHDL Day 5，今天开启第五天，带来常用电路的VHDL程序。下面咱们废话就不多说了，一起来看看吧。每日十分钟，坚持下去，量变成质变。...VHDL语言 五、常用电路的VHDL程序 计数器： ? 比较器： ? 奇数倍分频： ?...SIGNAL tmp: STD_LOGIC; BEGIN PROCESS (a) BEGIN tmp<='0'; FOR n IN 0 TO 7 LOOP --此循环语 句作为进程语句中的顺序语句使用...含异步清0和同步时钟使能的4位加法计数器： ? ? 表决器： ? 仿真波形图： ? 三态门： ? 三态总线： ? 八位锁存器: ? 仿真波形图： ? 移位寄存器： ? 仿真波形图： ?
Xilinx FPGA中的触发器也可配置为锁存器。当用做锁存器时，可以是LDCE（异步复位），也可以是LDPE（异步置位），LDCE和LDPE称之为锁存器的REF_NAME。...以LDCE为例，相应的RTL代码如下。不难得出结论，不完备的if语句和case语句都会导致锁存器的生成。实际上，锁存器可用带使能的触发器替换，从而使其在时钟控制下同步工作。 ?...如果Vviado推断出锁存器，在其综合报告中会显示出来，如下图所示。图中的LDC即为锁存器。 ?...结论 -对于寄存器，尽可能避免不必要的复位，如上电复位，数据路径流水寄存器的复位 -使用高有效且同步复位 -寄存器的初始值是可以在RTL代码中设定的 -不要使用既复位又置位的描述方式 -不完备的if或case...语句会推断出锁存器
在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。 如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。...同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。 异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。 6 请画出微机接口电路中，典型的输入设备与微机接口逻辑示意图（数据接口、控制接口、锁存器/缓冲器）。...8 可编程逻辑器件在现代电子设计中越来越重要，请问：你所知道的可编程逻辑器件有哪些？ PAL，PLD，CPLD，FPGA。 9 试用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑。...请简述用EDA软件（如PROTEL）进行设计（包 括原理图和PCB图）到调试出样机的整个过程。在各环节应注意哪些问题？ 电源的稳定上，电容的选取上，以及布局的大小。...在组合逻辑中，由于门的输入信号通路中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。
目前最主要的硬件描述语言是 VHDL和Verilog HDL。 VHDL发展的显纾 锓ㄑ细瘢 鳹erilog HDL是在C语言的基础上发展起来的一种硬件描述语言,语法较自由。...国外电子专业很多会在本科阶段教授 VHDL,在研究生阶段教授verilog。...但如果我们的程序是用于硬件实现（例如：用于FPGA设计），那么我们就必须保证程序“可综合”（程序的功能可以用硬件电路实现）。不可综合的HDL语句在软件综合时将被忽略或者报错。...3.语法掌握贵在精，不在多 30%的基本HDL语句就可以完成95%以上的电路设计，很多生僻的语句并不能被所有的综合软件所支持，在程序移植或者更换软件平台时，容易产生兼容性问题，也不利于其他人阅读和修改...，只在布线完成以后，进行时序仿真） 3.逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。
Verilog时序逻辑硬件建模设计（一）锁存器D-latch和触发器Flip-Flop 没有任何寄存器逻辑，RTL设计是不完整的。...在实际应用中，描述可以在时钟的正边缘或负边缘触发的逻辑电路。人们总是期望所设计的电路在有限的时钟周期内产生有限的输出。图5.1描述了在时钟正边缘触发的基本时序逻辑。...示例5.1正电平触发D锁存器的可综合RTL 图5.4正电平触发D锁存器 负电平触发D锁存器 负电平触发D锁存器的真值表如表5.2所述，它具有激活的低电平或负电平触发的锁存器启用（“LE_n”）、数据输入...锁存器在“LE_n”的负电平上起到透明作用（参考上一部分），并在“LE_n”的正电平期间保持数据。时序如图5.6所示。 Verilog RTL描述如例5.2所示，综合硬件如图5.7所示。...D锁存器的可综合verilog RTL 图5.7负电平触发锁存器的综合硬件 触发器Flip-Flop 触发器是一种边缘触发逻辑电路。
工作过程与方法：经过在各种锁具市场的走访，发现国内大部分人使用的还是机械锁。而且，当下的假冒伪劣产品泛滥成灾，互开率非常高，互开率，是指各种锁具的一个技术质量标准，也就是一把钥匙能开几把锁的比率。...store–存密码的信号 wrong–密码输入错误的信号，让外部计数器计数一次 code—寄存器中存储的密码 lock—锁是否打开的状态信号，1代表锁被打开，0代表锁关闭 num—输入的密码...2、技术方案论证 (1)技术可行性 EDA技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展而产生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。...Verilog HDL和VHDL一样，是目前大规模集成电路中最具代表性、使用最广泛的硬件描述语言之一。...(2)设置密码 在锁打开之后，我们再次输入一个6，即此时电路中的密码为0076，我们给出set信号，此时lockcode模块会将激励信号store传到寄存器的时钟端给出一个时钟上升沿来将密码锁存
IEEE Verilog标准定义了有些语句有确定的执行时间，有些语句没有确定的执行时间。若有两条或两条以上的语句准备在同一时间执行，但由于语句的排列顺序不同，却产生了不同的输出结果。...这就是造成Verilog模块冒险和竞争的原因。为了避免产生竞争，理解阻塞和非阻塞赋值在执行时间上的差别是至关重要的。 1、阻塞赋值 阻塞赋值用等号（=）表示。为什么称这种赋值为阻塞赋值呢？...若在RHS上加延迟，则在延迟时间会阻止赋值语句的执行，延迟后才进行赋值，这种赋值语句是不可综合的，在需要综合的模块设计中不可使用这种风格的代码。...非阻塞赋值允许其他的Verilog语句同时进行操作。非阻塞赋值可以看作两个步骤的过程： （1）在赋值开始时，计算非阻塞赋值RHS表达式； （2）在赋值结束时，更新非阻塞赋值LHS表达式。...*重点： 1）时序电路建模时，用非阻塞赋值； 2）锁存器电路建模时，用非阻塞赋值； 3）用always块建立组合逻辑模型时，用阻塞赋值； 4）在同一个always块中建立时序和组合逻辑电路时，用非阻塞赋值
状态机区别 Moore状态机∶ 在时钟脉冲的有限个门延时后，输出达到稳定。 输出会在一个完整的时钟周期内保持稳定值，即使在该时钟内输入信号变化了，输出信号也不会变化。...输出只和状态有关 Mealy状态机︰ 由于输出直接受到输入影响，而输入可以在时钟周期的任意时刻变化，这就使的输出状态比moore状态的输出状态提前一个周期到达。...（和实际第三段写法有关） 输入信号的噪声可能会出现在输出信号上。输出和状态与输入有关 在同一个问题中，Moore状态机的状态个数可能会比Mealy状态个数多。...不完整的语句与锁存器 在组合逻辑电路中，不完整的if else和case会生成锁存器。...不太理解的是，时序逻辑和组合逻辑生成的图怎么看。为什么在加了else，组合逻辑生成的图不变。
进行驱动，在module内不存在没有驱动源的信号，更不能在模块端口存在没有驱动的输出信号，避免在elabarate和compile时产生warning； 11、在顶层模块中，除了内部的互连和module...七、线网和寄存器规则 1、锁存器和触发器不允许在不同的always块中赋值，造成多重驱动； 2、出于功能仿真考虑，非阻塞赋值应该增加单位延时，对于寄存器类型的变量赋值时，尤其要注意这一点；阻塞赋值不允许使用单位延时...（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。...（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。...（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。
学过一门或多门软件语言的数字设计初学者经常会犯一些错误 ，例如硬件语言的并发性，可综合以及不可综合语句区分，循环语句的使用等等。本文的建议将带你区别并扫除这些易错点，助你成为一名优秀的硬件设计师。...当您编写Verilog或VHDL代码时，您正在编写将被转换为门，寄存器，RAM等的代码。执行此任务的程序称为综合工具。综合工具的工作是将您的Verilog或VHDL代码转换为FPGA可以理解的代码。...但是，Verilog和VHDL的某些部分FPGA根本无法实现。当您这样编写代码时，它称为不可综合的代码。 那么，为什么您要使用一种语言，该语言包含无法综合的代码？原因是它使您的测试平台功能更强大。...可综合代码中的循环实际上无法像在C等软件语言中那样使用。硬件开发初学者面临的巨大问题是， 他们已经在C语言中看到了数百次循环，因此他们认为在Verilog和VHDL中它们是相同的。...在这里让我清楚：循环在硬件中的行为与在软件中的行为不同。在您了解循环语句如何工作之前，您不应该使用它们。 知道综合和不可综合代码之间的区别对于成为一名优秀的数字设计师非常重要。
从大学时代第一次接触FPGA至今已有10多年的时间，至今记得当初第一次在EDA实验平台上完成数字秒表、抢答器、密码锁等实验时那个兴奋劲。...3.实际工作中，除了描述仿真测试激励时使用for循环语句外，极少在RTL级编码中使用for循环 这是因为for循环会被综合器展开为所有变量情况的执行语句，每个变量独立占用寄存器资源，不能有效的复用硬件逻辑资源...（3）替换异步脉冲产生单元（毛刺生成器）。 解决：用同步时序设计脉冲电路。 （4）慎用锁存器。...D、如果使用case语句时，特别是在设计状态机时，尽量附加综合约束属性，综合为完全条件case语句。...在实践的过程中要多思考，多想想问题出现的原因，问题解决后要多问几个为什么，这也是经验积累的过程，如果有写项目日志的习惯更好，把问题及原因、解决的办法都写进去。
在架构设计阶段，需要估计内存、速度和功率的需求。根据需要，需要为实现选择FPGA设备。 使用Verilog（.v）或VHDL（.vhd）文件完成设计输入。...尽管在后期的设计周期中可能会出现时间或面积、电源问题，但设计师至少对设计的功能有把握。 硬件设计工程师的主要目标是生成高效的硬件。综合是将设计抽象的一个层次转换为另一个层次的过程。...在设计实现过程中，EDA工具将设计转换为所需格式，并根据所需区域将其映射到FPGA。EDA工具通过使用实际逻辑单元或宏单元来执行映射。在映射过程中，EDA工具使用宏单元、可编程互连和IO块。...XILINX SPARTAN系列FPGA的平面图如下图所示。 可配置逻辑块 如下图所示，基本CLB由LUT、触发器和多路复用器逻辑组成。配置数据保存在锁存器中。...CLB体系结构取决于供应商，由多个LUT、触发器、多路复用器和锁存器组成。下面的Verilog代码是使用单个四输入LUT实现的，称为组合逻辑。
2 多实践，表掉进概念的坑 刚开始学Verilog的时候可能会发现有些概念很难理解。比如Verilog和VHDL有什么区别？阻塞赋值和非阻塞赋值有什么区别？什么是可综合和不可综合？...为啥要用阻塞和非阻塞这两个术语来描述对组合逻辑电路和触发器的模拟，这个我也不明白。我只知道=和在Verilog中是如何使用的。=是用在always@(*)块和assign语句中写组合逻辑电路的。...可综合的就是前面说的always@(posedge clk)，always@(*)，assign，再加上function块这几种语句。function块是用来描述纯组合电路的，是可综合的。...initial，task，for循环，#n延时，repeat(n)@等这些都只会在写测试激励时出现，是不可综合的。可综合的和不可综合的语句都能在测试激励中写。这样一说不就很清楚了。...之后再把这新一行的数据存回Ram中，原先最上面的那一行数据就被覆盖丢弃了。简单的说流程就是这样的，N行的算子只需要缓存N-1行数据。Block Ram是FPGA里最重要的资源，所以能省则省。
本文比较了三种通用 HDL 的技术特性： VHDL (IEEE-Std 1076)：一种由多种验证和综合（实现）工具支持的通用数字设计语言。...相关标准的开发是 VHDL 作者的另一个目标：即产生一种通用语言并允许开发可重用的包以涵盖语言中未内置的功能。 VHDL 没有在语言中定义任何仿真控制或监视功能。这些功能取决于工具。...这种模糊性为设计人员在应用优化方面提供了更大的灵活性， 但如果不遵循编码准则，它也可能（并且经常会）导致竞争条件 。有可能在不同供应商的工具上甚至在同一供应商工具的不同版本上产生不同结果的设计。...SystemVerilog 还增加了针对测试台开发、基于断言的验证以及接口抽象和封装的功能。 强类型的优点和缺点 强类型的好处是在验证过程中尽早发现设计中的错误。...在分析/编译源代码的过程中有很多都是强类型发现的问题，在仿真过程中可能会发现更多问题。 强类型的缺点是性能成本。由于工具必须对源代码进行检查，因此编译速度往往较慢。
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