verilog - 移位寄存器 Verilog

Question

我对 HDL 语言非常陌生。我有一个关于如何对移位寄存器进行编程的问题。 (我知道我转向另一个方向)。为什么本书使用 wire[N-1:0] r_next？我的实现有什么缺点？谢谢

我的第一次尝试如下

module lesson04#(parameter N=8)(
    input wire clk, reset,
    input wire data,
    output wire out
);

reg [N-1: 0] r_reg;


always @(posedge clk or negedge reset)
begin
    if(!reset)
         r_reg =0;
    else 
        r_reg[0]=data;
        r_reg = r_reg<<1;
end

assign out =r_reg[N-1];
endmodule 

但是这本书给出了:

module lesson04#(parameter N=8)(
    input wire clk, reset,
    input wire data,
    output wire out
);

reg [N-1: 0] r_reg;
wire[N-1:0] r_next;

always @(posedge clk or negedge reset)
begin
    if(!reset)
         r_reg =0;
    else 
        r_reg <= r_next;
end

assign r_next= {data, r_reg[N-1:1]};
assign out =r_reg[N-1];
endmodule

Answer 1

首先，不要忘记您的 begin -end围绕代码部分:

else begin
     r_reg[0]=data;
     r_reg = r_reg<<1;
end

没有这个，只有r_reg[0]=data将在 else if 的条款陈述。这可行，但由于顺序逻辑描述中的阻塞语句而被认为是不好的风格......

其次，对于顺序 block 建模，请使用非阻塞分配 ( <= )，否则您的计算可能会“失败”(谷歌非阻塞与阻塞以获取更多信息)。您的示例可能非常有效(您在模拟器中尝试过吗？)，但是如果事情变得更加复杂并且添加了更多变量，事情可能会崩溃。

always @(posedge clk or negedge reset)
begin
    if(!reset)
         r_reg <= 0;
    else begin // This is horrible! Don't write code like this!
        r_reg[0] = data;     // blocking
        r_reg <= r_reg<<1;   // non-blocking
    end
end

出于上述原因，有时建议将组合逻辑与顺序逻辑分开，以便您可以将非阻塞赋值写入顺序 block 中的寄存器，并在组合 block 中写入阻塞，而不必担心调度。

要以这种方式编码，您需要使用当前状态计算下一个输出应该是什么，因此 r_next总线在答案中。我认为如果所有触发器都以这种方式与周围的组合逻辑分开，它也往往有助于综合工具。

此外，如果您的重置为低电平有效(即 LOW 重置)，则应如此命名，例如 resetb或reset_n .