assign語(yǔ)句和always語(yǔ)句的用法

Assign語(yǔ)句和Always語(yǔ)句是在硬件描述語(yǔ)言（HDL）中常用的兩種語(yǔ)句，用于對(duì)數(shù)字電路建模和設(shè)計(jì)。Assign語(yǔ)句用于連續(xù)賦值，而Always語(yǔ)句用于時(shí)序邏輯建模。本文將詳細(xì)探討這兩種語(yǔ)句的用法和功能。

一、Assign語(yǔ)句

1. Assign語(yǔ)句的定義和語(yǔ)法

Assign語(yǔ)句用于在HDL中連續(xù)賦值，它允許在設(shè)計(jì)中為信號(hào)或變量分配一個(gè)值。Assign語(yǔ)句的語(yǔ)法如下：

assign <信號(hào)或變量> = <表達(dá)式>;

其中，"<信號(hào)或變量>"是要賦值的信號(hào)或變量名，"<表達(dá)式>"是要賦給該信號(hào)或變量的值。

2. Assign語(yǔ)句的應(yīng)用場(chǎng)景

Assign語(yǔ)句通常用于組合邏輯電路的建模，其中輸出信號(hào)的值只取決于輸入信號(hào)的當(dāng)前值，而不依賴(lài)于時(shí)鐘信號(hào)或觸發(fā)器。

例如，在HDL中建模一個(gè)全加器的組合邏輯如下：

module full_adder (
input a, b, cin,
output sum, cout
);
assign sum = a ^ b ^ cin;
assign cout = (a & b) | (cin & (a ^ b));
endmodule;

在上述例子中，Assign語(yǔ)句被用來(lái)計(jì)算full_adder模塊的輸出信號(hào)sum和cout，根據(jù)輸入信號(hào)a、b和進(jìn)位信號(hào)cin的值來(lái)決定。

3. Assign語(yǔ)句的特點(diǎn)

Assign語(yǔ)句具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• Assign語(yǔ)句是在硬件描述語(yǔ)言中的連續(xù)賦值語(yǔ)句，即每當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，輸出信號(hào)會(huì)立即根據(jù)新的輸入值進(jìn)行重新計(jì)算。
• Assign語(yǔ)句的右側(cè)必須是一個(gè)合法的表達(dá)式，可以包含常量、信號(hào)或變量，以及基本的邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算符。
• Assign語(yǔ)句的左側(cè)必須是一個(gè)輸出信號(hào)或變量，這意味著它不能被另一個(gè)語(yǔ)句重新分配或修改。

二、Always語(yǔ)句

1. Always語(yǔ)句的定義和語(yǔ)法

Always語(yǔ)句用于描述時(shí)序邏輯，即根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)或觸發(fā)器的邊沿來(lái)決定信號(hào)或變量的行為。Always語(yǔ)句的語(yǔ)法如下：

always @( <敏感信號(hào)列表> )
<語(yǔ)句塊>

其中，"<敏感信號(hào)列表>"指定在語(yǔ)句塊中發(fā)生變化時(shí)需要觸發(fā)執(zhí)行，多個(gè)信號(hào)用逗號(hào)分隔。

2. Always語(yǔ)句的應(yīng)用場(chǎng)景

Always語(yǔ)句通常用于順序邏輯電路的建模，其中輸出信號(hào)的值取決于輸入信號(hào)的當(dāng)前值和先前的狀態(tài)。

例如，在HDL中建模一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器如下：

module counter (
input clk, reset,
output reg [3:0] count
);
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset)
count <= 0;
else
count <= count + 1;
end
endmodule;

在上述例子中，Always語(yǔ)句被用來(lái)描述計(jì)數(shù)器模塊的行為。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)clk的上升沿到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器的值會(huì)增加1。當(dāng)復(fù)位信號(hào)reset到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器的值會(huì)被重置為0。

3. Always語(yǔ)句的特點(diǎn)

Always語(yǔ)句具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• Always語(yǔ)句是在HDL中描述時(shí)序邏輯的關(guān)鍵語(yǔ)句，用于模擬時(shí)鐘信號(hào)上升沿或下降沿的觸發(fā)行為。
• Always語(yǔ)句中的敏感信號(hào)列表用于指定在觸發(fā)信號(hào)發(fā)生變化時(shí)需要執(zhí)行語(yǔ)句塊。敏感信號(hào)可以是時(shí)鐘信號(hào)的上升沿（posedge）或下降沿（negedge），也可以是其他信號(hào)。
• Always語(yǔ)句中的語(yǔ)句塊用于描述在觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)需要執(zhí)行的動(dòng)作和邏輯。語(yǔ)句塊可以包含條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句和其他賦值語(yǔ)句等。

綜上所述，Assign語(yǔ)句和Always語(yǔ)句是HDL中常用的兩種語(yǔ)句，用于連續(xù)賦值和時(shí)序邏輯建模。Assign語(yǔ)句適用于組合邏輯電路，輸出信號(hào)的值立即根據(jù)輸入信號(hào)的值進(jìn)行計(jì)算。Always語(yǔ)句適用于順序邏輯電路，輸出信號(hào)的值取決于輸入信號(hào)的當(dāng)前值和先前的狀態(tài)，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)或觸發(fā)器的觸發(fā)來(lái)決定執(zhí)行行為。這兩種語(yǔ)句在數(shù)字電路的建模和設(shè)計(jì)中起著重要作用，能夠幫助工程師更好地描述和分析電路的行為和性能。