本文探讨了在FPGA设计中,组合逻辑与时序逻辑的关键区别,深入分析它们的工作原理、性能特点及应用场景,为工程师提供实用的设计指导。
根据逻辑功能的不同特点,数字电路可以分为两大类:组合逻辑电路(简称组合电路)与时序逻辑电路(简称时序电路)。以下是关于这两种类型的详细解释:
1. 组合逻辑概念:
- 组合逻辑电路的特点在于其输出仅取决于当前时刻的输入信号值,并不依赖于之前的状态或历史记录。这类电路中没有存储元件,也不涉及对信号边沿变化的处理。
2. Verilog HDL 描述方法:
根据组合逻辑的行为特性,在Verilog硬件描述语言(HDL)中有两种常用的RTL级描述方式:
- 使用always模块且敏感列表由电平触发信号构成:这种情况下,always块内的语句会根据所有输入信号的变化而执行。在该类型的设计中可以使用if、case和for等结构来构建复杂的逻辑关系,并推荐采用阻塞赋值“=”以确保正确的同步行为。
- 使用assign关键字的数据流描述方式:这种方式主要用于直接定义输出变量与输入之间的函数或运算规则,适用于简单且直观的组合电路设计。
在always模块中使用reg类型声明信号是为了符合语法要求,但实际上这些信号并不会转化为真正的寄存器。