阻塞赋值与非阻塞赋值的再分析

阻塞赋值与非阻塞赋值的再分析

在Verilog HDL设计中，经常会遇到阻塞赋值与非阻塞赋值，这是学习逻辑设计时最基础的知识点。设计者经常会在书中看到一些建议：什么时候该用阻塞赋值，什么情况下使用非阻塞赋值。可是，如果仅仅按照这样的设计推荐来进行设计的话，经常会碰到一头雾水的情况。本文就对阻塞赋值和非阻塞赋值进行详细的讨论，深入分析这两种赋值语句的区别。

“阻塞”与“非阻塞”疑问的由来，主要体现在always或initial语句中。

在任何书上都会碰到的分析为：阻塞赋值“=”与非阻塞赋值“<=”的区别在于：非阻塞赋值语句右端表达式计算完后并不立即赋值给左端，而是马上启动下一条语句继续执行；而阻塞赋值语句在每个右端表达式计算完后立即赋值给左端变量。

1、语义分析

首先来看阻塞赋值与非阻塞赋值在语义上的含义。

always @ (posedge clk)
beginq1  =  d;q2  =  q1;q3  =  q2;
end

always语句块对clk的上升沿敏感，只有在clk上升沿到来后，才执行always里面的语句。根据HDL语法的基础知识可以知道：d语句块中的所有语句都是顺序执行的。根据上文中“ 右端表达式计算完后立即赋值给左端变量”。即在该语句块中，“右式计算”和“左式更新”完全完成后，才开始执行下一条语句。也就是q1 = d执行完成后，当q1的值更新为d的值后，才开始执行q2 = q1，同理，q3最后的值为d.

在所有的语句执行完以后，该always语句等待clk的上升沿到来，从而再次触发d语句块。

其次来分析非阻塞赋值。

非阻塞赋值，就是指当前语句的执行互惠阻塞下一语句的执行。下面为非阻塞赋值的语句结构：

sum  <=  A+B

上式中左边的A+B称之为右式（RHS）计算事件，SUM称之为左式（LHS）更新事件。无论左式还是右式，都有可能即是变量，又是表达式。

非阻塞赋值的RHS计算属于活跃事件，需要优先执行，因此首先执行A+B，然后产生一个更新事件，把计算结果更新到SUM中，将“更新事件”放入事件队列中，但不会马上执行，即使这个更新事件属于当前时间的事件。因为非阻塞赋值的更新事件优先级较低，