Verilog HDL高级数字设计 从零学习（四）

本章主要总结一下刚结束的第五章的内容，但由于第五章包含了亚稳态的知识，暂时还没有很懂，所以这部分内容会单独在后面在写一篇。

用循环算法的数字机模型

Verilog中的循环有四种，for，repeat，while和forever。用法都和C类似。

• Forever 和 disable对时钟发生器的使用

Disable可以提前终止一个已命名的过程块，结果是将动作流转移到disable后的语句。

• always和forever尽管都是循环，但结构不一样。

• 1. Always定义的是一个并发行为，而forever循环是仅用在一个行为内部的计算动作流，没有必要和其他动作流并行。
• 2. Forever可以嵌套，但是always等行为没有嵌套。
• 3. Forever循环仅在时序动作流中执行，而always行为在仿真一开始就被激活了

• 下面是一个用for循环来完成顺序状态机的例子

利用循环来完成一个有顺序执行的状态机也是不错的选择。如图完成了一个四个时钟周期进行采样累加，利用@的边沿触发，disable完成一个隐式状态机，简单就实现了功能。

函数和任务

任务可调用它自己，所有的调用均可共享存储任务变量的存储器。（不支持递归循环）
对于任务（task）来说，所有自变量传递的都是一个值，而不是该值的指针。（所以任务无法改变其值，类似一个副本）

Real，realtime，time都是不可被综合的，但是在tb里是可以用的。

• Real：双精度形式存储，典型值为64位值，可以用十进制和指数表示。（不能把real类型变量连接到模块的端口，也不能连接到原语端口）。
• Realtime：以实数形式存储。
• Time：支持有关时间的计算，无符号64位变量。

函数不可能包含时序控制操作（#，@或wait），也不可能执行一个任务，但可以调用其他函数。
一个函数的定义隐含地定义一个与函数本身有同样名称，同样范围和同样类型定义的内部寄存器变量，这个变量必须在函数体内赋值。

• 总体来说函数等同于组合逻辑，任务比函数更通用，可以包含时序控制操作（可以包含事件控制操作符，但不能包含延迟控制操作符）

ASMD图

时序机分为控制器和数据通路，控制器可用ASM图来描述，其输出控制着数据通路的执行操作以及与周围环境的交互。
ASMD图和FSM图的区别在于，ASMD图将控制器和数据通路建立起更清晰的联系。

计数器、移位寄存器和寄存器组的行为级模型

• 这样的计数器结构，使计数器更像一个数据通路单元，而不是FSM，将状态机减少到一个，变成一个单周期数据通路单元。整个计数器受控于外部控制器

桶形移位器，通过对数据通道输入和输出的缩放来避免溢出问题。可以指定数据如何移动，控制输入，移动方向，移位类型（逻辑，循环，算术）和移动位数

• 通常寄存器组是由DFF实现，因为它们比通用存储器占用的面积要大很多，所以不能用于大存储量的情形，一般的应用是将寄存器组和ALU串联起来，寄存器组的输出形成数据通路，ALU的输出存储在指定位置的寄存器组内。