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1、本節(jié)主要進(jìn)行組合邏輯的介紹，包括：程序語句（assign語句、always語句），數(shù)字進(jìn)制（二進(jìn)制、不定態(tài)、高阻態(tài)），算數(shù)運(yùn)算符（加、減、乘、除運(yùn)算符），邏輯運(yùn)算符（邏輯與、或、非運(yùn)算符），按位邏輯運(yùn)算符（單目按位與、或、非運(yùn)算符，雙目按位與、或、異或運(yùn)算符），關(guān)系運(yùn)算符，移位運(yùn)算符（左移、右移運(yùn)算符），條件運(yùn)算符（三目運(yùn)算符、if語句、case語句、選擇語句等），拼接運(yùn)算符；
2、ALTERA和VIVADO文檔

第5節(jié)?功能描述-組合邏輯

5.1?程序語句

5.1.1assign語句

? ? assign語句是連續(xù)賦值語句，一般是將一個(gè)變量的值不間斷地賦值給另一變量，兩個(gè)變量之間就類似于被導(dǎo)線連在了一起，

習(xí)慣上當(dāng)做連線用。assign語句的基本格式是：

assign a = b?（邏輯運(yùn)算符）c …;

assign語句的功能屬于組合邏輯的范疇，應(yīng)用范圍可以概括為一下幾點(diǎn)：

（1）持續(xù)賦值；

（2）連線；

（3）對(duì)wire型變量賦值，wire是線網(wǎng)，相當(dāng)于實(shí)際的連接線，

如果要用assign直接連接，就用wire型變量，wire型變量的值隨時(shí)發(fā)生變化。

需要說明的是，多條assign連續(xù)賦值語句之間互相獨(dú)立、并行執(zhí)行。

5.1.2always語句

? ? always?語句是條件循環(huán)語句，執(zhí)行機(jī)制是通過對(duì)一個(gè)稱為敏感變量表的事件驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，

下面會(huì)具體講到。always?語句的基本格式是：

always @(敏感事件)begin

? ?? ??程序語句

end

always是“一直、總是”的意思，@后面跟著事件。整個(gè)always的意思是：當(dāng)敏感事件的條件滿足時(shí)，

就執(zhí)行一次“程序語句”。敏感事件每滿足一次，就執(zhí)行“程序語句”一次。

這段程序的意思是：當(dāng)信號(hào)a或者信號(hào)b或者信號(hào)d發(fā)生變化時(shí)，就執(zhí)行一次下面語句。

在執(zhí)行該段語句時(shí)，首先判斷信號(hào)sel是否為0，如果為0，則執(zhí)行第3行代碼。如果sel不為0，則執(zhí)行第5行代碼。

需要強(qiáng)調(diào)的是，a、b、c任意一個(gè)發(fā)生變化一次，2行至5行也只執(zhí)行一次，不會(huì)執(zhí)行第二次。

此處需要注意，僅僅sel這個(gè)信號(hào)發(fā)生變化是不會(huì)執(zhí)行第2行到5行代碼的，通常這并不符合設(shè)計(jì)者的想法。

例如，一般設(shè)計(jì)者的想法是：當(dāng)sel為0時(shí)c的結(jié)果是a+b；當(dāng)sel不為0時(shí)c的結(jié)果是a+d。

但如果觸發(fā)條件沒有發(fā)生改變，雖然sel由0變1，但此時(shí)c的結(jié)果仍是a+b。因此，這并不是一個(gè)規(guī)范的設(shè)計(jì)思維。

因此，按照設(shè)計(jì)者的想法重新對(duì)代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)：當(dāng)信號(hào)a或者信號(hào)b或者信號(hào)d或者信號(hào)sel發(fā)生變化時(shí)，

就執(zhí)行2行至5行。這樣就可以確保sel信號(hào)值為0時(shí)，c的結(jié)果一定為a+b，當(dāng)sel不為0時(shí)，c的結(jié)果一定是a+d。

因此要在敏感列表中加入sel，其代碼如下所示。

當(dāng)敏感信號(hào)非常多時(shí)很容易就會(huì)把敏感信號(hào)遺漏，為避免這種情況可以用“*”來代替。

這個(gè)“*”是指“程序語句”中所有的條件信號(hào)，即a、b、d、sel（不包括c），筆者也推薦這種寫法，

其具體代碼如下所示。

這種條件信號(hào)變化結(jié)果立即變化的always語句被稱為“組合邏輯”。

上述代碼敏感列表是“posedge clk”，其中posedge表示上升沿。也就是說，

當(dāng)clk由0變成1的瞬間執(zhí)行一次程序代碼，即第2至5行，其他時(shí)刻c的值保持不變。

要特別強(qiáng)調(diào)的是：如果clk沒有由0變成1，那么即使a、b、d、sel發(fā)生變化，c的值也是不變的。

可以看到上述代碼的敏感列表是“negedge clk”，其中negedge表示下降沿。

也就是說，當(dāng)clk由1變成0的瞬間執(zhí)行一次程序代碼，即第2至5行，其他時(shí)刻c的值保持不變。

要特別強(qiáng)調(diào)的是，如果clk沒有由1變成0，那么即使a、b、d、sel發(fā)生變化，c的值也是不變的。

上述代碼的敏感列表是“posedge clk or negedge rst_n”，也就是說，當(dāng)clk由0變成1的瞬間，

或者rst_n由1變化0的瞬間，執(zhí)行一次程序代碼，即第2至8行，其他時(shí)刻c的值保持不變。

這種信號(hào)邊沿觸發(fā)，即信號(hào)上升沿或者下降沿才變化的always，被稱為“時(shí)序邏輯”，

此時(shí)信號(hào)clk是時(shí)鐘。注意：識(shí)別信號(hào)是不是時(shí)鐘不是看名稱，而是看這個(gè)信號(hào)放在哪里，

只有放在敏感列表并且是邊沿觸發(fā)的才是時(shí)鐘。而信號(hào)rst_n是復(fù)位信號(hào)，同樣也不是看名字來判斷，

而是放在敏感列表中且同樣邊沿觸發(fā)，更關(guān)鍵的是“程序語句”首先判斷了rst_n的值，

這表示rst_n優(yōu)先級(jí)最高，一般都是用于復(fù)位。

設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

1、組合邏輯的always?語句中敏感變量必須寫全，或者用“*”代替。

2、組合邏輯器件的賦值采用阻塞賦值“=，時(shí)序邏輯器件的賦值語句采用非阻塞賦值“<=”，

具體原因見“阻塞賦值和非阻塞賦值”一節(jié)內(nèi)容。

相關(guān)視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1yf4y1R7gH?p=7

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