常见verilog与电路的匹配-526互联

1、D触发器

module rtl(
    input clk,
    input rst_n,
    input d,
    output reg q
);
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            q <= 'b0;
        else
            q <= d;
    end
endmodule

2、if else 选择

module rtl(
    input clk,
    input rst_n,
    input d1,d2,a,b,c,
    output reg q
);
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            q <= 'b0;
        else if(a&&b)begin
            if(c)
                q <= d1;
            else
                q <= d2;
        end
    end
endmodule

可能综合为这种 >>>>>>>>>>

3、else if 与 case

module rtl(
    input clk,
    input rst_n,
    input a,b,c,d1,d2,d3,d4,
    output reg q
);
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            q <= 'b0;
        else if(a)
            q <= d1;
        else if(b)
            q <= d2;
        else if(c)
            q <= d3;
        else
            q <= d4;
    end
endmodule

module rtl(
    input rst_n,
    input clk,
    input [1:0]a,
    input d1,d2,d3,d4,
    output reg q
);
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            q <= 'b0;
        else begin
            case(a)
                'd1:       q <= d1;
                'd2:       q <= d2;
                'd3:       q <= d3;
                default:   q <= d4;
            endcase
        end
    end
endmodule

module rtl(
    input rst_n,
    input clk,
    input [1:0]a,
    input d1,d2,d3,d4,
    output reg q
);
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            q <= 'b0;
        else if(a==1)
            q <= d1;
        else if(a==2)
            q <= d2;
        else if(a==3)
            q <= d3;
        else 
            q <= d4;
        end
endmodule

这种写法和上面的case综合出来的RTL电路相比，有优先级区别

　　注意：

　　以上电路视图为RTLviewer 。在完成综合后，还有一个可观察在FPGA中的实际连线情况视图：Technology Map Viewer

TechnologyMapViewer --技术映射查看器

　　1、QUARTUS II 中往往要查看RTL Viewer，其实RTLview是编译后的结果，显示的图形都是调用标准单元的结果，这是和思维有关联的显示结果，跟工艺库，FPGA类型，都没有关系；

　　2、Technology Map Viewer是已经映射到FPGA器件的，是在FPGA中的实际连线情况。

　　3、如果你只是想看下代码的RTL结构师什么样的，就看RTL view，如果想看映射到FPGA板子上是什么结构，就看Technology Map Viewer。

　　4、RTL Viewer反映的是模块之间的连接。

　　5、Technology Map Viewer可以直接看到FPGA内部门电路的连接。

　　以下图示为两种代码的Technology Map Viewer图：

以a=2'b00(即a为0)时分析，输出端q最终选择d4输出

可以看到，他们两者一致。

　　转：if-else和case都是有优先级的，其中case可以通过synthesis parallel_case综合约束命令取消优先级；eg：case(sel) // synthesis parallel_case

　　在组合逻辑中若分支没写全则都会综合出锁存器，其中case可以通过synthesis full_case综合约束命令或default来避免，而if-else必须补全才可以避免。

在FPGA开发时，在RTL view中看到if-else具有明显优先级而case却是并行的，所以很多人便认为case是并行的，if-else才是具有优先级的，其实这个结论是错的。这是因为RTLview显示的是编译后的结果，显示的图形都是调用标准单元，跟工艺库、FPGA 类型都没有关系。更准确的应该看 TechnologyMap view，此时显示的是已经编译并映射到对应的 FPGA 器件中，是布局布线后的结果。由于现在的综合工具比之前的强大很多，所以会自动进行优化，即使你用if-else写出带有优先级的电路，综合工具在分析后认为并行更合理也会综合成并行的电路，因此这两种语法在强大的综合工具面前只是2种不同的表达方式，综合结果很可能是一样的，就看你更喜欢使用哪种描述方式。