一、verilog語法,可否綜合總體有以下區分:
(1)所有綜合工具都支持的結構:always,assign,begin,end,case,wire,tri,supply0,supply1,reg,integer,default,for,function,and,nand,or,nor,xor,xnor,buf,not,bufif0,bufif1,notif0,notif1,if,inout,input,instantitation,module,negedge,posedge,operators,output,parameter。
可綜合的運算符包括:> , < , >= , <= , == , != , >>, << (位移量為變量,則會綜合出通用位移器), &, |, ^ , +, - ,*, /(某些綜合工具可能不支持)
{[ ],[ ]} :部分選取和位選取操作,這個有點復雜。
部分選取僅支持常量部分選取。如:
1 module PartSelect( 2 in_a, 3 in_b , 4 out_c); 5 6 input [3:0] in_a, in_b; 7 output [3:0] out_c; 8 9 assign out_c[2:0] = {in_a[2],in_b[3:2]}; 10 11 endmodule 12 // out_c[2:0] 和 in_b[3:2]即為部分選取
位選取支持常量和非常量選取,非常量選取時會生成多路選擇器或譯碼器。如:
1 //常量位選取 2 module ConstantBitSelect( 3 in_a, 4 in_b, 5 in_c, 6 out_d 7 ); 8 9 input [3:0] in_a,in_b,in_c; 10 output [3:0] out_d; 11 12 assign out_d[2:0] = {in_a[2],in_b[1:0]}; 13 assign out_d[3] = in_c[2]; 14 endmodule 15 //這里in_a[2],out_d[3] , in_c[2]都是位選取。
1 module NotConstantBitSelectRight( 2 Data, 3 Index, 4 Dout 5 ); 6 input [0:3] Data; 7 input [1:2] Index; 8 output Dout; 9 10 assign Dout=Data[Index]; //選取Data其中一位賦值給Dout 11 endmodule
12 //綜合的網表如下圖。這里的非常量下標位選取產生了多路選擇器。
1 module NotConstantBitSelectLeft( 2 Mem, 3 Store, 4 Addr 5 ); 6 output[7:0] Mem; 7 input Store; 8 input [1:3]Addr; 9 10 assign Mem[Addr]=Store; //將Mem其中某一位修改為Store 11 endmodule 12 //綜合網表如下圖,這里非常量下標的位選擇生成了譯碼器
(2)所有綜合工具都不支持的結構:time,defparam,$finish,fork,join,initial,delays,UDP,wait。
不可綜合的運算符包括: === , !== , {[ ],[ ]} (非常量部分選取)
(3)有些工具支持有些工具不支持的結構:casex,casez,wand,triand,wor,trior,real,disable,forever,arrays,memories,repeat,task,while。
二、建立可綜合模型的原則
要保證Verilog HDL賦值語句的可綜合性,在建模時應注意以下要點:
(1)不使用initial。
(2)不使用#10。
(3)不使用循環次數不確定的循環語句,如forever、while等。
(4)不使用用戶自定義原語(UDP元件)。
(5)盡量使用同步方式設計電路。
(6)除非是關鍵路徑的設計,一般不采用調用門級元件來描述設計的方法,建議采用行為語句來完成設計。
(7)用always過程塊描述組合邏輯,應在敏感信號列表中列出所有的輸入信號。
(8)所有的內部寄存器都應該能夠被復位,在使用FPGA實現設計時,應盡量使用器件的全局復位端作為系統總的復位。
(9)對時序邏輯描述和建模,應盡量使用非阻塞賦值方式。對組合邏輯描述和建模,既可以用阻塞賦值,也可以用非阻塞賦值。但在同一個過程塊中,最好不要同時用阻塞賦值和非阻塞賦值。
(10)不能在一個以上的always過程塊中對同一個變量賦值。而對同一個賦值對象不能既使用阻塞式賦值,又使用非阻塞式賦值。
(11)如果不打算把變量推導成鎖存器,那么必須在if語句或case語句的所有條件分支中都對變量明確地賦值。
(12)避免混合使用上升沿和下降沿觸發的觸發器。
(13)同一個變量的賦值不能受多個時鍾控制,也不能受兩種不同的時鍾條件(或者不同的時鍾沿)控制。
(14)避免在case語句的分支項中使用x值或z值。
三、 不能綜合的語句:
(1)initial
只能在test bench中使用,不能綜合。(我用ISE9.1綜合時,有的簡單的initial也可以綜合,不知道為什么)
(2)events
event在同步test bench時更有用,不能綜合。
(3)real
不支持real數據類型的綜合。
(4)time
不支持time數據類型的綜合。
(5)force 和release
不支持force和release的綜合。
(6)assign 和deassign
不支持對reg 數據類型的assign或deassign進行綜合,支持對wire數據類型的assign或deassign進行綜合。
(7)fork join
(8)primitives
支持門級原語的綜合,不支持非門級原語的綜合。
(9)table
不支持UDP 和table的綜合。
(10)敏感列表里同時帶有posedge和negedge
如:always @(posedge clk or negedge clk) begin...end
這個always塊不可綜合。
(11)同一個reg變量被多個always塊驅動
(12)延時
以#開頭的延時不可綜合成硬件電路延時,綜合工具會忽略所有延時代碼,但不會報錯。
如:a=#10 b;
這里的#10是用於仿真時的延時,在綜合的時候綜合工具會忽略它。也就是說,在綜合的時候上式等同於a=b;
(13)與X、Z的比較
可能會有人喜歡在條件表達式中把數據和X(或Z)進行比較,殊不知這是不可綜合的,綜合工具同樣會忽略。所以要確保信號只有兩個狀態:0或1。