文章目录

  • 前言
  • 一、竞争和冒险
  • 1、定义
  • 2、判断方法
  • 3、消除方法
  • 4、滤除毛刺的方法
  • 二、延时语句分类
  • 1、阻塞赋值左侧延时
  • 2、阻塞赋值右侧延时
  • 3、非阻塞赋值左侧延时
  • 4、非阻塞赋值右侧延时
  • 三、比较及举例说明
  • 1、阻塞右侧延时和非阻塞右侧延时的区别
  • 2、举例
  • 三、timescale 时间单位/时间精度
  • 1、作用范围


前言

2023.8.10
2023.9.8

一、竞争和冒险

1、定义

竞争：由于信号经不同路径达到同一点的时间有先后顺序
冒险：由于竞争现象的存在导致输出发生瞬间的错误

有竞争不一定有冒险，有冒险一定有竞争

2、判断方法

  • 卡诺图：卡诺图相切处没有其他卡诺圈
  • 代数法：存在相反变量就有可能存在竞争和冒险
  • 实验法：通过示波器进行观察

3、消除方法

  • 修改逻辑设计，增加冗余项
  • 输出端并联电容进行滤波
  • 使用格雷码
  • 信号同步处理
  • 信号延迟：延迟较小的支路加上毛刺宽度的延迟可以进行消除

4、滤除毛刺的方法

  • 小于一个周期的毛刺：把信号打两拍，把打一拍后的和两拍后信号相或
  • 一个周期到两个周期之间的毛刺：打三拍，把打拍后的信号相或

二、延时语句分类

1、阻塞赋值左侧延时

在10ns后，把10ns时刻的b+c值赋值给a，a拿到的是b+c的最新值

always@(*)
	#10 a = b + c;

2、阻塞赋值右侧延时

先把0时刻的b+c值暂存起来，在10ns后，把0时刻的b+c值赋值给a

always@(*)
	a = #10 b + c;
等效于
always@(*)
	temp = b + c;
	#10 a = temp;

如果0-10ns之间b、c的值发生了改变，那么不会影响a的值

3、非阻塞赋值左侧延时

在10ns后，把10ns时刻的b+c值赋值给a，a拿到的是b+c的最新值（和第一种情况相同）

always@(*)
	#10 a <= b + c;   //拿到的是最新值

4、非阻塞赋值右侧延时

只要b或c发生改变，引起always触发，就会把当前触发时刻的b+c赋值给a
如果b和c在0-10ns之间发生改变，改变也会体现在从改变时刻开始往后的10ns
也就是输出会随着输入变化，只是有10ns的延时

always@(*)
	a <= #10 b + c;

三、比较及举例说明

1、阻塞右侧延时和非阻塞右侧延时的区别

前者会忽略中间变量的改变，后者输入随输出改变

2、举例

第一个：

a = 0;
b = 0;
q = 0;
#5 a <= 1;
b <= 1;
q <= a & b;

在5ns时刻，三个非阻塞赋值并行运行，q的值为0
如果改成如下方式，则6ns时刻，q的值为1

#1 q <= a & b;

第二个：
前者会分别暂存此刻的a和b，等到5ns后再分别赋值给a和b
后者则在5ns分别给a和b赋值，会发生竞争冒险

fork
	a = #5 b;
	b = #5 a;
join
fork
	#5 a = b;
	#5 b = a;
join

三、timescale 时间单位/时间精度

  • 时间精度要小于时间单位
  • 两者都必须为整数，1，10，100等数值
  • 单位是s、ms、us、ns、ps、fs

1、作用范围

声明之后会影响后面所有模块的延时值

例1：时间单位1ns，延迟时间可以是三位小数的实数
如#1.5565，就会变成1.557ns

`timescale 1ns/1ps

例2：10us/100ns=100，延迟时间可表示为两位小数的实数

`timescale 10us/100ns