讲解Verilog 语句块

Verilog是一门类C语言，语法与C接近，但Verilog是硬件设计语言，与C实质不同。

• Verilog代码对应硬件实体。比如在Verilog里写的a+b，最后会得到由硬件实现的加法器
• Verilog代码到硬件的过程叫综合。综合就是将Verilog代码转化为硬件实现
• Verilog并行执行

关键词：顺序块，并行块，嵌套块，命名块，disable

Verilog 语句块提供了将两条或更多条语句组成语法结构上相当于一条一句的机制。主要包括两种类型：顺序块和并行块。

顺序块

顺序块用关键字 begin 和 end 来表示。

顺序块中的语句是一条条执行的。当然，非阻塞赋值除外。

顺序块中每条语句的时延总是与其前面语句执行的时间相关。

在本节之前的仿真中，initial 块中的阻塞赋值，都是顺序块的实例。

并行块

并行块有关键字 fork 和 join 来表示。

并行块中的语句是并行执行的，即便是阻塞形式的赋值。

并行块中每条语句的时延都是与块语句开始执行的时间相关。

顺序块与并行块的区别显而易见，下面用仿真说明。

仿真代码如下:

实例

`timescale 1ns/1ns

module test ;
   reg [3:0]   ai_sequen, bi_sequen ;
   reg [3:0]   ai_paral,  bi_paral ;
   reg [3:0]   ai_nonblk, bi_nonblk ;

//============================================================//
   //(1)Sequence block
   initial begin
       #5 ai_sequen         = 4'd5 ;    //at 5ns
       #5 bi_sequen         = 4'd8 ;    //at 10ns
   end
   //(2)fork block
   initial fork
       #5 ai_paral          = 4'd5 ;    //at 5ns
       #5 bi_paral          = 4'd8 ;    //at 5ns
   join
   //(3)non-block block
   initial fork
       #5 ai_nonblk         
       #5 bi_nonblk         
   join

endmodule

仿真结果如下:

如图所示，顺序块顺序执行，第 10ns 时，信号 bi_sequen 才赋值为 8。 而并行块，ai_paral 与 bi_paral 的赋值是同时执行的，所以均在 5ns 时被赋值。

而非阻塞赋值，也能达到和并行块同等的赋值效果。

嵌套块

顺序块和并行块还可以嵌套使用。

仿真代码如下:

实例
`timescale      1ns/1ns

module test ;

   reg [3:0]   ai_sequen2, bi_sequen2 ;
   reg [3:0]   ai_paral2,  bi_paral2 ;
   initial begin
       ai_sequen2         = 4'd5 ;    //at 0ns
       fork
           #10 ai_paral2          = 4'd5 ;    //at 10ns
           #15 bi_paral2          = 4'd8 ;    //at 15ns
       join
       #20 bi_sequen2      = 4'd8 ;    //at 35ns
   end

endmodule

仿真结果如下:

并行块语句块内是并行执行，所以信号 ai_paral2 和信号 bi_paral2 分别在 10ns, 15ns 时被赋值。而并行块中最长的执行时间为 15ns，所以顺序块中的信号 bi_sequen2 在 35ns 时被赋值。

命名块

我们可以给块语句结构命名。

命名的块中可以声明局部变量，通过层次名引用的方法对变量进行访问。

仿真代码如下:

实例

`timescale 1ns/1ns

module test;

   initial begin: runoob   //命名模块名字为runoob，分号不能少
       integer    i ;       //此变量可以通过test.runoob.i 被其他模块使用
       i = 0 ;
       forever begin
           #10 i = i + 10 ;      
       end
   end

   reg stop_flag ;
   initial stop_flag = 1'b0 ;
   always begin : detect_stop
       if ( test.runoob.i == 100) begin //i累加10次，即100ns时停止仿真
           $display("Now you can stop the simulation!!!");
           stop_flag = 1'b1 ;
       end
       #10 ;
   end

endmodule

仿真结果如下: 命名的块也可以被禁用，用关键字 disable 来表示。

disable 可以终止命名块的执行，可以用来从循环中退出、处理错误等。

与 C 语言中 break 类似，但是 break 只能退出当前所在循环，而 disable 可以禁用设计中任何一个命名的块。

仿真代码如下:

实例

`timescale 1ns/1ns

module test;

   initial begin: runoob_d //命名模块名字为runoob_d
       integer    i_d ;
       i_d = 0 ;
       while(i_d# 10 ;
           if (i_d >= 50) begin       //累加5次停止累加
               disable runoob_d3.clk_gen ;//stop 外部block: clk_gen
               disable runoob_d2 ;       //stop 当前block: runoob_d2
           end
           i_d = i_d + 10 ;
       end
   end

   reg clk ;
   initial begin: runoob_d3
       while (1) begin: clk_gen  //时钟产生模块
           clk=1 ;      #10 ;
           clk=0 ;      #10 ;
       end
   end

endmodule

仿真结果如下:

由图可知，信号 i_d 累加到 50 以后，便不再累加，以后 clk 时钟也不再产生。

可见，disable 退出了当前的 while 块。 需要说明的是，disable 在 always 或 forever 块中使用时只能退出当前回合，下一次语句还是会在 always 或 forever 中执行。因为 always 块和 forever 块是一直执行的，此时的 disable 有点类似 C 语言中的 continue 功能。

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