考慮x和z在verilog條件語句中的使用情況

首先，考慮x和z在verilog條件語句中的使用情況，然后我們?cè)倏紤]在verilog中用x和z給其他reg/wire賦值的情況。

(一)首先，考慮x和z在verilog條件語句中的使用情況。


Verilogcase語句中，2'b1x和2’b0x造成的仿真器、綜合器的mismatch,

舉個(gè)例子：

Simulators：

match2'b1xto11or10

match2’b0xto01or00

HDLCompilertool

both2'b1xand2’b0xareevaluatedtofalse. Becauseofthesimulationandsynthesismismatches,theHDLCompilertoolissuesanELAB-310warning.

case(A)
2'b1x:...//Youwant2'b1xtomatch11and10but
//HDLCompileralwaysevaluatesthiscomparisontofalse
2'b0x:...//youwant2'b0xtomatch00and01but
//HDLCompileralwaysevaluatesthiscomparisontofalse
default:...
endcase

官方說明：我們可以得到兩點(diǎn)信息：

第一點(diǎn)：

Asimulatorevaluatesanunknown(x)orhighimpedance(z)asadistinctvaluedifferentfrom0or1;however,anxorzvaluebecomesa0or1duringsynthesis.

第二點(diǎn)：

DC工具會(huì)直接將verilog比較判斷語句中的xorz直接理解為false。所以禁止在verilog比較判斷語句中使用xorz。

參見如下代碼，DC工具會(huì)理解if(A==1'bx)為false,因此DC會(huì)直接assigns1toregB并且報(bào)ELAB-310warning.

moduletest(
inputA,
outputregB
);
always@(*)begin
if(A==1'bx)
B=0;
else
B=1;
end
endmodule

實(shí)際綜合如下，果不其然，有意思哇！后面幾個(gè)稍微復(fù)雜點(diǎn)的代碼更有趣！

再補(bǔ)充z的使用：

結(jié)論：仿真工具可以理解x、z、0、1狀態(tài)，但是綜合工具遇到帶x、z的比較判斷條件時(shí)，直接理解該條件為false。

(二)然后我們?cè)倏紤]在verilog中用x和z給其他reg/wire賦值的情況。

案例1：z賦值是沒問題的，會(huì)綜合出來三態(tài)門，參見如下代碼1：

modulethree_state(ENABLE,IN1,OUT1);
inputIN1,ENABLE;
outputregOUT1;


always@(ENABLEorIN1)begin
if(ENABLE)
OUT1=IN1;
else
OUT1=1'bz;//assignshigh-impedancestate
end
endmodule

Logicalbufferofasingleinputwithanactive-highoutputenable.Theoutputis3-statedwhentheenableislow.

真值表：

案例2：z賦值是沒問題的，會(huì)綜合出來三態(tài)門，參見如下代碼2：

modulex_state(IN1,OUT1);
input[1:0]IN1;
outputreg[1:0]OUT1;


always@(*)begin
case(IN1)
2'b00:OUT1=2'b00;
2'b01:OUT1=2'b01;
2'b10:OUT1=2'b10;
default:OUT1=2'bzz;//assignshigh-impedancestate
endcase
end
endmodule

再看X賦值是什么情況。

案例1：利用DC綜合工具實(shí)測(cè)如下代碼綜合效果：

modulex_state(IN1,OUT1);
input[1:0]IN1;
outputreg[1:0]OUT1;


always@(*)begin
case(IN1)
2'b00:OUT1=2'b01;
2'b11:OUT1=2'b00;
default:OUT1=2'bxx;
endcase
end
endmodule

可見，x賦值直接被DC工具省略，也沒有l(wèi)atch出現(xiàn)。

案例2：

modulex_state(IN1,OUT1);
input[1:0]IN1;
outputreg[1:0]OUT1;


always@(*)begin
case(IN1)
2'b00:OUT1=2'b00;
2'b01:OUT1=2'b01;
2'b10:OUT1=2'b10;
default:OUT1=2'bxx;//assignshigh-impedancestate
endcase
end
endmodule

可見，x賦值直接被DC工具省略，也沒有l(wèi)atch出現(xiàn)。

案例3：注釋掉default，非full_case，必然出現(xiàn)latch!

modulex_state(IN1,OUT1);
input[1:0]IN1;
outputreg[1:0]OUT1;


always@(*)begin
case(IN1)
2'b00:OUT1=2'b00;
2'b01:OUT1=2'b01;
2'b10:OUT1=2'b10;
endcase
end
endmodule

因此，盡管x賦值直接被DC工具省略，也沒有l(wèi)atch出現(xiàn)，但是仍然建議不要使用x賦值，除非full_case情況下，不會(huì)執(zhí)行default條件下的x賦值分支，寫x賦值可以用于仿真查看波形，如下代碼所示：

always@(*)begin
case(pmu_state)
//Duringpowerdownsequence,shiftingpatterntoactive
//ISOLATE->RETAIN->PWRDOWN
//andstayunchangeduringpowereddownstate
`ARM_POWERING_DOWN,`ARM_POWERED_DOWN:begin
nxt_isolate_n=1'b0;
nxt_retain_n=ISOLATEn;
nxt_pwrdown=~RETAINn;
end


//Duringpowerupsequence,shiftingpatterntoactive
//PWRDOWN->RETAIN->ISOLATE
`ARM_POWERING_UP,`ARM_POWERED_UP:begin
nxt_pwrdown=1'b0;
nxt_retain_n=~PWRDOWN;
nxt_isolate_n=RETAINn;
end


//PropagateX
default:begin
nxt_isolate_n=1'bX;
nxt_retain_n=1'bX;
nxt_pwrdown=1'bX;
end
endcase
end

審核編輯：湯梓紅