Verilog中的賦值語(yǔ)句的區(qū)別

1. 連續(xù)賦值語(yǔ)句（Continuous Assignments）

連續(xù)賦值語(yǔ)句是Verilog數(shù)據(jù)流建模的基本語(yǔ)句，用于對(duì)線網(wǎng)進(jìn)行賦值，等價(jià)于門(mén)級(jí)描述，是從更高的抽象角度來(lái)對(duì)電路進(jìn)行描述。連續(xù)賦值語(yǔ)句必須以關(guān)鍵詞assign開(kāi)始。

連續(xù)復(fù)制的主要特點(diǎn)是：

連續(xù)賦值語(yǔ)句的左值可以是一下類(lèi)型之一：
①標(biāo)量線網(wǎng)
②向量線網(wǎng)
③矩陣中的一個(gè)元素（該矩陣可以是標(biāo)量線網(wǎng)類(lèi)型的，也可以是向量線網(wǎng)類(lèi)型的）
④向量線網(wǎng)的某一位
⑤向量線網(wǎng)的部分位

以及上述各種類(lèi)型的拼接體

但是，不能是向量或向量寄存器。

連續(xù)賦值語(yǔ)句總是處于激活狀態(tài)。只要任意一個(gè)操作數(shù)發(fā)生變化，表達(dá)式就會(huì)被立即重新計(jì)算，并且將結(jié)果賦給等號(hào)左邊的線網(wǎng)。
操作數(shù)可以是標(biāo)量或向量的線網(wǎng)或寄存器，也可以是函數(shù)的調(diào)用。
賦值延遲用于控制對(duì)線網(wǎng)賦予新值的時(shí)間，根據(jù)仿真時(shí)間單位進(jìn)行說(shuō)明。賦值延遲類(lèi)似于門(mén)延遲，對(duì)于描述實(shí)際電路中的時(shí)序是非常重要的。

2. 過(guò)程賦值語(yǔ)句（Procedural Assignments）

過(guò)程賦值語(yǔ)句的更新對(duì)象是寄存器、整數(shù)、實(shí)數(shù)或時(shí)間變量等。這些類(lèi)型的變量在被賦值后，其值將保持不變，直到被其他過(guò)程賦值語(yǔ)句賦予新值。過(guò)程賦值語(yǔ)句只有在執(zhí)行到的時(shí)候才會(huì)起作用。過(guò)程賦值語(yǔ)句只能在initial或always語(yǔ)句內(nèi)進(jìn)行賦值，只能對(duì)變量數(shù)據(jù)類(lèi)型賦值，同時(shí)initial和always中只能使用過(guò)程賦值語(yǔ)句。

過(guò)程賦值語(yǔ)句的左值可以是以下類(lèi)型之一：

①reg、整形數(shù)、實(shí)型數(shù)、時(shí)間寄存器變量或存儲(chǔ)器單元

②上述各種類(lèi)型的位選（例如：addr[3]）

③上述各種類(lèi)型的域選（例如：addr[31:16]）

④上面三種類(lèi)型的拼接

過(guò)程性賦值語(yǔ)句包括兩種類(lèi)型的賦值語(yǔ)句：阻塞賦值（=）和非阻塞賦值（<=）（其主要區(qū)別詳見(jiàn)各類(lèi)Verilog參考書(shū)，這里不再詳述）。

3. 過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句（Procedural Continuous Assignments）

過(guò)程連續(xù)賦值是在過(guò)程塊內(nèi)對(duì)變量或線網(wǎng)型數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)賦值，是一種過(guò)程性賦值，換言之，過(guò)程性連續(xù)賦值語(yǔ)句是一種能夠在always或initial語(yǔ)句塊中出現(xiàn)的語(yǔ)句。這種賦值可以改寫(xiě)（Override）所有其他語(yǔ)句對(duì)線網(wǎng)或者變量的賦值。這種賦值允許賦值表達(dá)式被連續(xù)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)入到變量或線網(wǎng)中去。

過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句有兩種類(lèi)型：

①assign和deassign過(guò)程性語(yǔ)句：對(duì)變量進(jìn)行賦值。

②force和release過(guò)程性語(yǔ)句：主要用于對(duì)線網(wǎng)賦值，也可以用于對(duì)變量賦值。

3.1 assign和deassign語(yǔ)句

assign和deassign語(yǔ)句構(gòu)成了一類(lèi)過(guò)程性連續(xù)賦值語(yǔ)句，只能用于對(duì)寄存器類(lèi)型變量的連續(xù)賦值操作，不能用來(lái)對(duì)線網(wǎng)類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)賦值操作。

①assign語(yǔ)句

語(yǔ)法：assign <寄存器類(lèi)型變量> =<賦值表達(dá)式>；

assign在執(zhí)行時(shí)，寄存器類(lèi)型變量將由賦值表達(dá)式進(jìn)行連續(xù)驅(qū)動(dòng)，即進(jìn)入連續(xù)賦值狀態(tài)。如果此時(shí)有普通的過(guò)程賦值語(yǔ)句對(duì)該寄存器變量進(jìn)行過(guò)程賦值操作，由于過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句assign的優(yōu)先級(jí)高于普通過(guò)程賦值語(yǔ)句，所以出于連續(xù)賦值狀態(tài)的寄存器變量將忽略普通過(guò)程賦值語(yǔ)句對(duì)它的過(guò)程賦值操作，其邏輯狀態(tài)仍然由過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句內(nèi)的賦值表達(dá)式所決定。

如果先后有兩條assign語(yǔ)句對(duì)同一寄存器變量進(jìn)行了過(guò)程連續(xù)賦值操作，那么第二條assign的執(zhí)行將覆蓋第一條assign的執(zhí)行效果。

②deassign語(yǔ)句

語(yǔ)法：deassign <寄存器類(lèi)型變量>；

deassign語(yǔ)句是一條撤銷(xiāo)連續(xù)賦值語(yǔ)句，用來(lái)結(jié)束對(duì)變量的連續(xù)賦值操作。當(dāng)deassign語(yǔ)句執(zhí)行后，原來(lái)由assign語(yǔ)句對(duì)該變量進(jìn)行的連續(xù)賦值操作將失效，寄存器變量被連續(xù)賦值的狀態(tài)將得到解除，該變量又可以由普通過(guò)程賦值語(yǔ)句進(jìn)行賦值操作了。這里需要注意一點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行該語(yǔ)句撤銷(xiāo)對(duì)某寄存器變量的連續(xù)賦值后，該寄存器變量仍將保持使用該語(yǔ)句之前的原有值。

③示例：

上述語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程如下：

s0：在0時(shí)刻，out被賦值為0，并且保持這個(gè)取值；

s1：在10時(shí)刻，s1開(kāi)始執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變量out的連續(xù)賦值操作，因此從10時(shí)刻開(kāi)始，out將處于連續(xù)賦值狀態(tài)；

s2：在20時(shí)刻，s2開(kāi)始執(zhí)行，將覆蓋s1產(chǎn)生的作用，所以從20時(shí)刻開(kāi)始，out將由c & d連續(xù)驅(qū)動(dòng)；

s3：s3操作覆蓋掉s2操作；

s4：當(dāng)deassign語(yǔ)句得到執(zhí)行，變量out連續(xù)賦值狀態(tài)被解除，其取值將保持最后一次assign語(yǔ)句賦予的值，即“e & f”；

3.2 force和release語(yǔ)句

force和release語(yǔ)句與assign和deassign語(yǔ)句類(lèi)似，也是一種過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句。這組賦值語(yǔ)句不僅能對(duì)寄存器類(lèi)型變量產(chǎn)生作用，還能對(duì)線網(wǎng)類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)賦值操作。

①force語(yǔ)句

語(yǔ)法：force <寄存器變量或者線網(wǎng)數(shù)據(jù)> = <賦值表達(dá)式>>；

force語(yǔ)句應(yīng)用于寄存器類(lèi)型變量時(shí)，則在force語(yǔ)句執(zhí)行后，該寄存器變量將強(qiáng)制由進(jìn)行連續(xù)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入被連續(xù)賦值的狀態(tài)，此時(shí)將忽略其他較低優(yōu)先級(jí)的賦值語(yǔ)句對(duì)該寄存器變量的賦值操作，直到執(zhí)行一條release語(yǔ)句來(lái)釋放對(duì)該寄存器變量的連續(xù)賦值為止。

force語(yǔ)句應(yīng)用于線網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，則force語(yǔ)句執(zhí)行后，對(duì)應(yīng)的線網(wǎng)數(shù)據(jù)將得到的連續(xù)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)將忽略該線網(wǎng)數(shù)據(jù)上較低優(yōu)先級(jí)的驅(qū)動(dòng)，直到有一條release語(yǔ)句執(zhí)行為止。

②release語(yǔ)句

語(yǔ)法：release <寄存器變量或者線網(wǎng)數(shù)據(jù)>；

release語(yǔ)句執(zhí)行后，原先由force語(yǔ)句對(duì)變量或者線網(wǎng)施加的過(guò)程連續(xù)賦值將失效，變量將解除被被連續(xù)賦值的狀態(tài)，較低優(yōu)先級(jí)的賦值語(yǔ)句的賦值操作將有效。

③示例：

s0：實(shí)現(xiàn)對(duì)變量var_reg1的過(guò)程賦值操作，即var_reg1被賦值為3'b000；

s1：執(zhí)行assign過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)變量var_reg2的連續(xù)賦值，從而var_reg2將被連續(xù)賦值為3'b001；

s2：在執(zhí)行本條語(yǔ)句時(shí)，var_reg1未被assign語(yǔ)句進(jìn)行過(guò)連續(xù)賦值操作，因此var_reg1被force連續(xù)賦值為3'b100；

s3：執(zhí)行本條語(yǔ)句后，var_reg2被force連續(xù)賦值為3'b100；

s4：執(zhí)行本條語(yǔ)句時(shí)，因?yàn)樽兞縱ar_reg1將退出連續(xù)賦值的狀態(tài)，因?yàn)関ar_reg1未曾被assign語(yǔ)句進(jìn)行過(guò)連續(xù)賦值操作，故var_reg1取值保持不變，即保持force狀態(tài)時(shí)的值3'b100；

s5：執(zhí)行本語(yǔ)句時(shí)，因?yàn)関ar_reg2在執(zhí)行s3之前已經(jīng)由s1實(shí)現(xiàn)了連續(xù)賦值，所以在本條語(yǔ)句s5執(zhí)行后，變量var_reg2將恢復(fù)到由assign語(yǔ)句s1確定的連續(xù)賦值狀態(tài)，即3'b001;

4. 賦值語(yǔ)句的區(qū)別

4.1 連續(xù)賦值語(yǔ)句和過(guò)程賦值語(yǔ)句之間的區(qū)別

? 連續(xù)賦值語(yǔ)句由assign來(lái)標(biāo)示，而過(guò)程賦值語(yǔ)句不能包含這個(gè)關(guān)鍵詞；
? 連續(xù)賦值語(yǔ)句中左側(cè)的數(shù)據(jù)類(lèi)型必須是線網(wǎng)數(shù)據(jù)類(lèi)型，而過(guò)程賦值語(yǔ)句中的被賦值數(shù)據(jù)類(lèi)型則必須是寄存器類(lèi)型的變量；
? 連續(xù)賦值語(yǔ)句不能出現(xiàn)在過(guò)程塊（initial或always）中，而過(guò)程賦值語(yǔ)句可以；
? 連續(xù)賦值語(yǔ)句主要用來(lái)對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行建模以及對(duì)線網(wǎng)數(shù)據(jù)間的連接進(jìn)行描述，而過(guò)程賦值語(yǔ)句主要用來(lái)對(duì)時(shí)序邏輯電路進(jìn)行行為描述；
? 連續(xù)賦值語(yǔ)句對(duì)被賦值線網(wǎng)型數(shù)據(jù)的賦值是“連續(xù)”的（即賦值表達(dá)式的任何變化都會(huì)在立刻反應(yīng)在線網(wǎng)數(shù)據(jù)的取值上），而過(guò)程性賦值語(yǔ)句，只有在過(guò)程賦值語(yǔ)句被執(zhí)行時(shí)才執(zhí)行賦值操作，語(yǔ)句執(zhí)行完后被賦值變量的取值不再受到賦值表達(dá)式的影響（注意這里的一次是指：在initial塊中，過(guò)程性賦值只順序執(zhí)行一次，而在always塊中，每一次滿(mǎn)足always的條件時(shí)，都要順序執(zhí)行一次該always塊中的語(yǔ)句。）。
? 連續(xù)賦值與過(guò)程賦值的區(qū)別：

4.2 過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句和連續(xù)賦值語(yǔ)句之間的區(qū)別

? 過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句只能用在過(guò)程塊（initial過(guò)程快或always過(guò)程塊）內(nèi)，而連續(xù)賦值語(yǔ)句不能出現(xiàn)在過(guò)程塊中。
? 過(guò)程連續(xù)賦值語(yǔ)句可以對(duì)寄存器類(lèi)型變量進(jìn)行連續(xù)賦值（其中force-release語(yǔ)句還可以對(duì)線網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)賦值），但是其賦值目標(biāo)不能是變量或線網(wǎng)的某一位或某幾位，而連續(xù)賦值語(yǔ)句只能對(duì)線網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值，賦值目標(biāo)可以是線網(wǎng)型數(shù)據(jù)的某一位或某幾位。