Verilog学习笔记3——数据位宽、阻塞/非阻塞赋值、二进制码、独热码、格雷码比较、编写原则、三态门、

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前言

2023.4.5 清明节

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一、数据位宽

N位有符号数：-2^(N-1) ~ 2^(N-1) -1
N位无符号数：0 ~ 2^N-1
如：8bit无符号数范围0-255，有符号数范围-128-127（0占掉了正数）

1、有符号定点数

范围：
最大值：3 + 2^-1 + 2^-2 + 2^-3 + 2^-4
最小值：-4 - (2^-1 + 2^-2 + 2^-3 + 2^-4 +2^-5)

N = 8,3Q5    //总共8位数，整数部分3位，小数部分5位

2、Nbit和Mbit相加或相乘

相加位数：+1
相乘位数：N+M

二、阻塞赋值和非阻塞赋值

组合电路要使用阻塞赋值，时序电路使用非阻塞赋值

阻塞赋值	非阻塞赋值
=	<=
立刻执行，立刻改变	一个周期计算右边的值，下个周期赋值给左边，在过程块结束时才完成赋值操作
执行过程不受其他语句执行的影响	不影响其他语句的执行
其他语句在执行后顺序执行	并行执行
在串行语句块中，顺序执行；在并行语句块中，同时执行	在串行语句块中，执行没有先后之分，各条语句并行执行

三、timescale

• 时间精度要小于等于时间单位
• 只能是1、10、100这样的数
• verilog是没有默认的timescale，没有声明的模块可能会错误的使用前面模块的定义

`timescale 时间单位/时间精度
`timescale 1ns/1ps

四、三态门的设计

三态门：既不是0，也不是1，电阻很大，相当于开路

always@(din or en)beginif(en)dout = din;elsedout = 1'bz;
end//或者assign赋值
assign dout = en ? din : 1'bz;

五、verilog模块编程原则

• 时序电路建模时，用非阻塞赋值。
• 锁存器电路建模时，用非阻塞赋值。
• 用always块建立组合逻辑模型时，用阻塞赋值。
• 在同一个always块中建立时序和组合逻辑电路时，用非阻塞赋值。
• 在同一个always块中不要既用非阻塞赋值又用阻塞赋值。
• 不要在一个以上的 always 块中为同一个变量赋值。
• 用$strobe系统任务来显示用非阻塞赋值的变量值。
• 在赋值时不要使用#0延时。

六、二进制码、独热码、格雷码比较

1、独热码

一种使用N位状态寄存器来对N个状态进行编码的方法，每个状态都由它独立的寄存器位，并且在任意时候，其中只有一位有效。

• 优点：状态比较时仅需要比较一位，从而在一定程度上简化了译码逻辑，节约了组合逻辑资源，速度更快

• 缺点：需要较多的寄存器资源，且编码效率低，适合用于状态数较少的情况。

2、格雷码

每次只有一位发生变化的二进制编码方法

• 优点：每次只改变1bit，低功耗，发送亚稳态概率降低
• 缺点：无权码，不能直接进行计算

3、二进制码

编码简单，可以进行运算，但是翻转较多，容易产生亚稳态