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1概述
本节讲解时序控制语句相关的语法与几种语句块的使用介绍，需要掌握时序控制的规则和顺序块、并行块、命名块、嵌套块的使用。
2时序控制简介
Verilog 提供了两类时序控制方法：时延控制和事件控制。时延控制主要用于仿真，事件控制主要用于时序设计，分为边沿触发控制与电平敏感控制。
2.1 时延控制
基于时延的时序控制出现在表达式中，它指定了语句从开始执行到执行完毕之间的时间间隔。时延可以是数字、标识符或者表达式。
通常根据时延在表达式中的位置差异，时延控制又可以分为常规时延与内嵌时延。
2.1.1常规时延
格式为#<数字> <表达式>例：
reg [7:0] data; initial begin #10 data=8'h12; //常规时延 #10 data=8'h02; //常规时延 #10 data=8'h22; //常规时延 end |
2.1.2内嵌时延
遇到内嵌延迟语句后，先计算出表达式右端的结果，然后再延迟一定的时间，赋值给目标信号例：
reg [7:0] data; initial begin data=#10 8'h12; //内嵌式时延 data=#10 8'h02; //内嵌式时延 data=#10 8'h22; //内嵌式时延 end |
需要说明的是，这两种时延控制方式的效果是有所不同的。
当延时语句的赋值符号右端是常量时，两种时延控制都能达到相同的延时赋值效果。
当延时语句的赋值符号右端是变量时，两种时延控制可能会产生不同的延时赋值效果。
2.2 事件控制
2.2.1边沿触发控制
边沿触发在Verilog中指寄存器或者线网类型变量发生了值的变化。
关键字 posedge 指信号发生边沿正向跳变，negedge 指信号发生负向边沿跳变，未指明跳变方向时，则两种情况的边沿变化都会触发相关事件。例：
always@(posedge clk ) //关键词posedge，clk 正向边沿跳变 begin q1 <= d[0]; q2 <= d[1]; q3 <= d[2]; if(s == 2'b00) q <= d[0]; else if(s == 2'b01) q <= d[1]; else if(s == 2'b10) q <= d[2]; else if(s == 2'b11) q <= d[3]; else ; end |
always@(negedge clk ) //关键词negedge，clk 负向边沿跳变 begin q1 <= d[0]; q2 <= d[1]; q3 <= d[2]; if(s == 2'b00) q <= d[0]; else if(s == 2'b01) q <= d[1]; else if(s == 2'b10) q <= d[2]; else if(s == 2'b11) q <= d[3]; else ; end |
always@(clk ) //未指明跳变方向，clk 可边沿正向跳变，可负向边沿跳变 begin q1 <= d[0]; q2 <= d[1]; q3 <= d[2]; if(s == 2'b00) q <= d[0]; else if(s == 2'b01) q <= d[1]; else if(s == 2'b10) q <= d[2]; else if(s == 2'b11) q <= d[3]; else ; end |
说明always@（敏感列表），敏感列表中可以有多个不同的事件，中间用关键字"or"或","分开。例：
always@(negedge clk or negedge ) //关键词negedge，clk 负向边沿跳变;关键词negedge,rst可负向边沿跳变 begin if (!rst_n) q <= 0; else if(s == 2'b00) q <= d[0]; else if(s == 2'b01) q <= d[1]; else if(s == 2'b10) q <= d[2]; else if(s == 2'b11) q <= d[3]; else ; end |
always@(negedge clk , negedge rst)/关键词negedge，clk 负向边沿跳变;关键词negedge,rst可负向边沿跳变 begin if (!rst_n) q <= 0; else if(s == 2'b00) q <= d[0]; else if(s == 2'b01) q <= d[1]; else if(s == 2'b10) q <= d[2]; else if(s == 2'b11) q <= d[3]; else ; end |
当组合逻辑输入变量很多时，那么编写敏感列表会很麻烦。此时，更为简洁的写法是"@*"或"@(*)"，表示对语句块中的所有输入变量的变化都是敏感的。例：
wire [15:0] data_out; reg [15:0] data_reg; integer i; always@(*) //对语句块中的所有输入变量的变化都是敏感的 begin for(i=0;i<15;i=i+1) begin data_reg[i] = data_out[15 - i]; end end |
命名事件控制，用户可以声明 event类型的变量，并触发该变量来识别该事件是否发生。命名事件用关键字 event 来声明，触发信号用 -> 表示。例如：
event start_r ; always@( posedge clk) begin -> start_r; end
always@(start_r) //事件触发，敏感词 begin data_buf = {data[0], data[1]}; end |
2.2.2电平敏感控制
Verilog 中支持使用电平作为敏感信号来控制时序，即后面语句的执行需要等待某个条件为真。Verilog 中使用关键字wait来表示这种电平敏感情况。例：
initial begin wait (start_1) ; //电平敏感时间，等待start_1事件触发 forever begin @(posedge clk)； data_1= {data[0], data[1]}; end |
3语句块介绍
Verilog中有四种语句块，分别是顺序块，并行块，嵌套块，命名块。
3.1顺序块
顺序块用关键字 begin 和 end 来表示。顺序块中的语句是一条条执行的。非阻塞赋值除外。
仿真中，initial 块中的阻塞赋值，都是顺序块的实例。例：
reg [7:0] data; initial begin #10 data=8'h12; //按照时间，顺序执行 #10 data=8'h02; #10 data=8'h22; end |
3.2并行块
并行块有关键字 fork 和 join 来表示。并行块中的语句是并行执行的，即便是阻塞形式的赋值。并行块中每条语句的时延都是与块语句开始执行的时间相关。例：
initial fork #10 data=8'h12; //与data按照时间并行执行，与data=8'h02同时进行，一般实际情况下我们不这样使用，仅仅是作为示例 #10 data=8'h02; join
initial fork #10 data1=8'h32; //与data1按照时间并行执行，与 data1=8'h22同时进行，一般实际情况下我们不这样使用，仅仅是作为示例 #10 data1=8'h22; join |
3.3嵌套块
顺序块和并行块还可以嵌套使用。例：
reg [7:0] data; initial begin #10 data=8'h12; #10 data=8'h02; #10 data=8'h22; fork #10 data=8'h12; #10 data=8'h02; join end |
3.4命名块
可以给块语句结构命名。例：
reg [7:0] data; initial begin:start_initial #10 data=8'h12; #10 data=8'h02; #10 data=8'h22; fork #10 data=8'h12; #10 data=8'h02; join end |