一、verilog语法,可否综合总体有以下区分:
(1)所有综合工具都支持的结构: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。
可综合的运算符包括:> , < , >= , <= , == , != , >>, << (位移量为变量,则会综合出通用位移器), &, |, ^ , +, - ,*, /(某些综合工具可能不支持)
{[ ],[ ]} :部分选取和位选取操作,这个有点复杂。
部分选取仅支持常量部分选取。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]即为部分选取
位选取支持常量和非常量选取,非常量选取时会生成多路选择器或译码器。如:
1 //常量位选取 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 //这里in_a[2],out_d[3] , in_c[2]都是位选取。
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]; //选取Data其中一位赋值给Dout 11 endmodule
12 //综合的网表如下图。这里的非常量下标位选取产生了多路选择器。
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; //将Mem其中某一位修改为Store 11 endmodule 12 //综合网表如下图,这里非常量下标的位选择生成了译码器
(2)所有综合工具都不支持的结构:time,defparam,$finish,fork,join,initial,delays,UDP,wait。
不可综合的运算符包括: === , !== , {[ ],[ ]} (非常量部分选取)
(3)有些工具支持有些工具不支持的结构:casex,casez,wand,triand,wor,trior,real,disable,forever,arrays,memories,repeat,task,while。
二、建立可综合模型的原则
要保证Verilog HDL赋值语句的可综合性,在建模时应注意以下要点:
(1)不使用initial。
(2)不使用#10。
(3)不使用循环次数不确定的循环语句,如forever、while等。
(4)不使用用户自定义原语(UDP元件)。
(5)尽量使用同步方式设计电路。
(6)除非是关键路径的设计,一般不采用调用门级元件来描述设计的方法,建议采用行为语句来完成设计。
(7)用always过程块描述组合逻辑,应在敏感信号列表中列出所有的输入信号。
(8)所有的内部寄存器都应该能够被复位,在使用FPGA实现设计时,应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。
(9)对时序逻辑描述和建模,应尽量使用非阻塞赋值方式。对组合逻辑描述和建模,既可以用阻塞赋值,也可以用非阻塞赋值。但在同一个过程块中,最好不要同时用阻塞赋值和非阻塞赋值。
(10)不能在一个以上的always过程块中对同一个变量赋值。而对同一个赋值对象不能既使用阻塞式赋值,又使用非阻塞式赋值。
(11)如果不打算把变量推导成锁存器,那么必须在if语句或case语句的所有条件分支中都对变量明确地赋值。
(12)避免混合使用上升沿和下降沿触发的触发器。
(13)同一个变量的赋值不能受多个时钟控制,也不能受两种不同的时钟条件(或者不同的时钟沿)控制。
(14)避免在case语句的分支项中使用x值或z值。
三、 不能综合的语句:
(1)initial
只能在test bench中使用,不能综合。(我用ISE9.1综合时,有的简单的initial也可以综合,不知道为什么)
(2)events
event在同步test bench时更有用,不能综合。
(3)real
不支持real数据类型的综合。
(4)time
不支持time数据类型的综合。
(5)force 和release
不支持force和release的综合。
(6)assign 和deassign
不支持对reg 数据类型的assign或deassign进行综合,支持对wire数据类型的assign或deassign进行综合。
(7)fork join
(8)primitives
支持门级原语的综合,不支持非门级原语的综合。
(9)table
不支持UDP 和table的综合。
(10)敏感列表里同时带有posedge和negedge
如:always @(posedge clk or negedge clk) begin...end
这个always块不可综合。
(11)同一个reg变量被多个always块驱动
(12)延时
以#开头的延时不可综合成硬件电路延时,综合工具会忽略所有延时代码,但不会报错。
如:a=#10 b;
这里的#10是用于仿真时的延时,在综合的时候综合工具会忽略它。也就是说,在综合的时候上式等同于a=b;
(13)与X、Z的比较
可能会有人喜欢在条件表达式中把数据和X(或Z)进行比较,殊不知这是不可综合的,综合工具同样会忽略。所以要确保信号只有两个状态:0或1。