Verilog中的几种赋值方式
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简介：
本文介绍了在Verilog硬件描述语言中常见的几种赋值方式，包括连续赋值、过程赋值等，并探讨了它们的应用场景和区别。
### Verilog几种赋值语句详解
在Verilog硬件描述语言中，赋值语句是构建数字系统模型的关键组成部分，它允许数据从源传递到目标。根据不同的应用场景和执行时机，Verilog提供了多种赋值语句，主要包括连续赋值（Continuous Assignment）和过程赋值（Procedural Assignment）。本段落将深入探讨这两种赋值方式及其内部的细分类型，旨在为初学者提供一个全面的理解框架。
#### 连续赋值（Continuous Assignment）
连续赋值语句主要用于描述组合逻辑电路，它通过`assign`关键字实现。这种赋值方式的特点是在定义网络（net）类型变量时进行赋值，一旦赋值表达式中的任意一个操作数发生变化，立即触发赋值操作，将新的值计算并赋予目标变量。由于其即时响应的特性，连续赋值非常适合用于实现组合逻辑电路，其中典型的例子包括加法器、多路选择器和三态门。
**示例代码：**
```verilog
wire out;
assign out = a + b; 综合结果为加法器
assign out = en ? a : b; 多路选择器
assign out = en ? in : z; 三态门
```
#### 过程赋值（Procedural Assignment）
过程赋值则更适用于描述时序逻辑电路，它发生在`initial`或`always`块中，根据控制流和事件驱动机制执行赋值操作。过程赋值进一步细分为：
1. **Blocking赋值**：使用“=”运算符，这种赋值方式是顺序执行的，即当前赋值操作必须完成才能执行下一条语句。
2. **Non-blocking赋值**：使用“<=”运算符，这种赋值方式是并行执行的，即所有非阻塞赋值在同一时间步内都会被调度，实际赋值会在当前时间步结束时发生。
在时序逻辑设计中，通常采用Non-blocking赋值来避免同步问题，确保时钟边沿触发的行为正确性。
**示例代码：**
```verilog
reg X, Y, Z;
Non-blocking assignment
always @(posedge Clk) begin
X <= A && B;
Y <= X;
Z <= Y;
end
Blocking assignment
always @(posedge Clk) begin
X = A && B;
Y = X;
Z = Y;
end
```
值得注意的是，在同一`always`块内，对于同一个信号，不能同时使用Blocking赋值和Non-blocking赋值，因为这会导致综合器无法确定最终的信号行为。
#### 过程连续赋值（Procedure Continuous Assignment）
过程连续赋值结合了`assign`和`deassign`语句，可以在`always`块中使用，提供了一种灵活的方式来处理异步事件，如复位信号。这种赋值方式的优先级高于Blocking和Non-blocking赋值，因此可以用来优先处理特定条件下的赋值需求。
**示例代码：**
```verilog
Procedure continuous assignment
always @(posedge Clk)
if (Clk == 1b1)
Q = D;
always @(Rst)
if (Rst == 1b1)
assign Q = 1b0;
else
deassign Q;
```
这等同于：
```verilog
always @(posedge Clk or posedge Rst)
if (Rst == 1b1)
Q = 1b0;
else if (Clk == 1b1)
Q = D;
```
通过上述解析，我们可以看到Verilog中的赋值语句不仅涵盖了基本的值传递，还能够精细地控制赋值的时机和条件，从而满足不同类型的数字电路设计需求。理解这些赋值语句的区别和应用场合，对于编写高效、可读性强的Verilog代码至关重要。
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