Nichtblockierende Zuweisung und gleichzeitige Zustandsaktualisierung

Rechte Seiten verwenden den alten Zustand

In taktgebundenem RTL wertet <= die rechte Seite aus und übernimmt sie in der nichtblockierenden^{iNonblocking Sequenzielle RTL-Zuweisung mit <=. Nach Auswertung der rechten Seite wird die Aktualisierung geplant, sodass Register derselben Flanke den alten Zustand verwenden.} Aktualisierungsphase. So aktualisieren sich mehrere Register^{iRegister Speichert einen Zustand aus mehreren Bits. Die synchronen Register dieses Kurses übernehmen festgelegte Eingaben an Taktflanken. Mehr erfahren} an derselben Flanke, ohne dass neue Werte allein wegen der Zeilenreihenfolge durch mehrere Stufen laufen.

always_ff @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    a <= 8'd0;
    b <= 8'd0;
  end else begin
    a <= d;
    b <= a;
  end
end

Bei a=b=0 und Eingaben 5,9,2 werden (a, b) nach den Flanken (5,0),(9,5),(2,9). Würde die zweite Zeile bereits das neue a lesen, verschwände eine Pipeline-Stufe^{iPipeline Teilt Berechnungen durch Register in Stufen und verarbeitet mehrere Eingaben überlappend. Daten, valid und Steuersignale müssen stufengerecht ausgerichtet sein. Mehr erfahren}.

Jede Spalte dokumentiert eine steigende Flanke^{iSteigende Flanke Übergang des Takts von 0 auf 1. Nicht zu verwechseln mit dem gesamten hohen Pegelintervall CLK=1. Mehr erfahren}. Eingänge gelten unmittelbar davor, Zustände mit „after“ unmittelbar nach der Aktualisierung. Die Spalten zeigen die Reihenfolge der Abtastungen, keine physische Laufzeit^{iLaufzeit Zeit nach einer Eingangsänderung, bis der Ausgang auf dem richtigen Wert stabil ist. Logische Äquivalenz und zeitliche Eigenschaften sind getrennte Aussagen. Mehr erfahren}. Anfangs a=b=0. Während a das neue d speichert, speichert b das alte a; deshalb liegen die Reihen um eine Stufe versetzt.

Warum blockierende Zuweisungen riskant sind

Bei a=d; b=a; im selben Block kann b bereits das neue a verwenden. Die Reihenfolge gegenüber anderen sequenziellen Blöcken kann außerdem Races verursachen. Verwenden Sie grundsätzlich blocking für kombinatorische Berechnung und nonblocking für Zustand; Ausnahmen nur mit erklärbarer Ereignisbedeutung.

Mehrfache Zuweisungen an dasselbe Register vermeiden

Werden in einer Prozedur mehrere nonblocking-Zuweisungen an q ausgeführt, kann die zuletzt ausgeführte gewinnen. Verstecken Sie Priorität nicht in unabhängigen ifs, sondern nutzen Sie if / else if / else oder eine explizite Folgezustandsvariable. Mehrere Blöcke dürfen dasselbe Register nicht treiben.

Schreiben Sie bei der RTL-Prüfung für jedes Register genau eine Folgezustandsgleichung auf. Zwei Gleichungen oder fehlende Definitionen unter bestimmten Bedingungen sind Anlass, die Steuerprioritäten erneut zu prüfen.