Verilog에서 Always 블록은 절차적 블록 중 하나입니다. Always 블록 내부의 명령문은 순차적으로 실행됩니다.
시뮬레이션 시작 시 한 번만 실행되는 초기 블록과 달리 항상 블록은 항상 실행됩니다. 항상 블록에는 민감한 목록이나 이와 관련된 지연이 있어야 합니다.
C 문자열 비교 프로그램
민감한 목록은 항상 블록에 코드 블록을 실행할 시기를 알려주는 목록입니다.
통사론
그만큼 Verilog 항상 다음 구문을 차단하세요
always @ (event) [statement] always @ (event) begin [multiple statements] end
예
예약어 뒤의 @ 기호 언제나 , 블록이 실행될 것임을 나타냅니다. ~에 @ 기호 뒤의 괄호 안의 조건.
always @ (x or y or sel) begin m = 0; if (sel == 0) begin m = x; end else begin m = y; end end
위의 예에서는 입력 x와 y가 있는 2:1 mux를 설명합니다. 그만큼 이것 선택 입력이고, 중 멀티플렉서 출력이다.
모든 조합 논리에서는 입력이 변경될 때마다 출력이 변경됩니다. 이 이론을 Always 블록에 적용하면 입력 또는 출력 변수가 변경될 때마다 Always 블록 내부의 코드를 실행해야 합니다.
참고: reg 및 정수 데이터 유형을 구동할 수 있지만 와이어 데이터 유형을 구동할 수는 없습니다.
Verilog에는 다음과 같은 두 가지 유형의 민감한 목록이 있습니다.
- 레벨에 민감합니다(조합 회로의 경우).
- 가장자리에 민감합니다(플립플롭의 경우).
아래 코드는 동일한 2:1 mux이지만 출력은 중 이제 플립플롭 출력이 되었습니다.
always @ (posedge clk ) if (reset == 0) begin m <= 0; end else if (sel="=" 0) begin m <="x;" pre> <h4>NOTE: The always block is executed at some particular event. A sensitivity list defines the event.</h4> <h3>Sensitivity List</h3> <p>A sensitivity list is an expression that defines when the always block executed, and it is specified after the @ operator within the parentheses ( ). This list may contain either one or a group of signals whose value change will execute the always block.</p> <p>In the code shown below, all statements inside the always block executed whenever the value of signals x or y change.</p> <pre> // execute always block whenever value of 'x' or 'y' change always @ (x or y) begin [statements] end </pre> <p> <strong>Need of Sensitivity List</strong> </p> <p>The always block repeats continuously throughout a simulation. The sensitivity list brings a certain sense of timing, i.e., whenever any signal in the sensitivity list changes, the always block is triggered.</p> <p>If there are no timing control statements within an always block, the simulation will hang because of a zero-delay infinite loop.</p> <p>For example, always block attempts to invert the value of the signal clk. The statement is executed after every 0-time units. Hence, it executes forever because of the absence of a delay in the statement.</p> <pre> // always block started at time 0 units // But when is it supposed to be repeated // There is no time control, and hence it will stay and // be repeated at 0-time units only and it continues // in a loop and simulation will hang always clk = ~clk; </pre> <p>If the sensitivity list is empty, there should be some other form of time delay. Simulation time is advanced by a delay statement within the always construct.</p> <pre> always #10 clk = ~clk; </pre> <p>Now, the clock inversion is done after every 10-time units. That's why the real Verilog design code always requires a sensitivity list.</p> <h4>NOTE: Explicit delays are not synthesizable into logic gates.</h4> <h3>Uses of always block</h3> <p>An always block can be used to realize combinational or sequential elements. A sequential element like flip flop becomes active when it is provided with a clock and reset.</p> <p>Similarly, a combinational block becomes active when one of its input values change. These hardware blocks are all working concurrently independently of each other. The connection between each is what determines the flow of data.</p> <p>An always block is made as a continuous process that gets triggered and performs some action when a signal within the sensitivity list becomes active.</p> <p>In the following example, all statements within the always block executed at every positive edge of the signal clk</p> <pre> // execute always block at the positive edge of signal 'clk' always @ (posedge clk) begin [statements] end </pre> <h3>Sequential Element Design</h3> <p>The below code defines a module called <strong> <em>tff</em> </strong> that accepts a data input, clock, and active-low reset. Here, the always block is triggered either at the positive edge of the <strong> <em>clk</em> </strong> or the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>1. The positive edge of the clock</strong> </p> <p>The following events happen at the positive edge of the clock and are repeated for all positive edge of the clock.</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <ul> <li>If <strong> <em>rstn</em> </strong> is zero, then output q should be reset to the default value of 0.</li> <li>If <strong> <em>rstn</em> </strong> is one, then it means reset is not applied and should follow default behavior.</li> </ul> <p> <strong>Step 2:</strong> If the previous step is false, then</p> <ul> <li>Check the value of d, and if it is found to be one, then invert the value of q.</li> <li>If d is 0, then maintain value of q.</li> </ul> <pre> module tff (input d, clk, rstn, output reg q); always @ (posedge clk or negedge rstn) begin if (!rstn) q <= 0; else if (d) q <="~q;" end endmodule pre> <p> <strong>2. Negative edge of reset</strong> </p> <p>The following events happen at the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> . At the negative edge of the signal, its value is 0.</p> <ul> <li>If the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 0, then it means reset is applied, and output should be reset to the default value of 0.</li> <li>And if the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 1, then it is not considered because the current event is a negative edge of the <strong> <em>rstn</em> </strong> .</li> </ul> <h3>Combinational Element Design</h3> <p>An always block can also be used in the design of combinational blocks.</p> <p>For example, the digital circuit below represents three different logic gates that provide a specific output at signal o.</p> <img src="//techcodeview.com/img/verilog-tutorial/39/verilog-always-block.webp" alt="Verilog Always Block"> <p>The code shown below is a module with four input ports and a single output port called o. The always block is triggered whenever any of the signals in the sensitivity list changes in value.</p> <p>The output signal is declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> in the module port list because it is used in a procedural block. All signals used in a procedural block should be declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> .</p> <pre> module combo (input a, input b, input c, input d, output reg o); always @ (a or b or c or d) begin o <= ~((a & b) | (c^d)); end endmodule < pre> <p>The signal o becomes 1 whenever the combinational expression on the RHS becomes true. Similarly, o becomes 0 when RHS is false.</p> <hr></=></pre></=></pre></=>
민감도 목록의 필요성
Always 블록은 시뮬레이션 전반에 걸쳐 지속적으로 반복됩니다. 민감도 목록은 특정 타이밍 감각을 제공합니다. 즉, 민감도 목록의 신호가 변경될 때마다 항상 블록이 트리거됩니다.
Always 블록 내에 타이밍 제어 문이 없으면 지연이 없는 무한 루프로 인해 시뮬레이션이 중단됩니다.
문자열 정수
예를 들어, 항상 블록은 신호 clk의 값을 반전시키려는 시도를 합니다. 이 명령문은 0 시간 단위마다 실행됩니다. 따라서 명령문에 지연이 없기 때문에 영원히 실행됩니다.
// always block started at time 0 units // But when is it supposed to be repeated // There is no time control, and hence it will stay and // be repeated at 0-time units only and it continues // in a loop and simulation will hang always clk = ~clk;
민감도 목록이 비어 있으면 다른 형태의 시간 지연이 있어야 합니다. Always 구문 내의 지연 문에 의해 시뮬레이션 시간이 앞당겨집니다.
always #10 clk = ~clk;
이제 시계 반전은 10시간 단위마다 수행됩니다. 이것이 실제 Verilog 디자인 코드에 항상 민감도 목록이 필요한 이유입니다.
참고: 명시적 지연은 논리 게이트로 합성할 수 없습니다.
항상 차단 사용
Always 블록은 조합 요소나 순차 요소를 구현하는 데 사용될 수 있습니다. 플립플롭과 같은 순차 소자는 클럭과 리셋 기능이 제공되면 활성화됩니다.
마찬가지로, 조합 블록은 입력 값 중 하나가 변경되면 활성화됩니다. 이러한 하드웨어 블록은 모두 서로 독립적으로 동시에 작동합니다. 각각의 연결이 데이터의 흐름을 결정합니다.
항상 차단은 민감도 목록 내의 신호가 활성화될 때 트리거되어 일부 작업을 수행하는 연속 프로세스로 만들어집니다.
다음 예에서는 신호 clk의 모든 양수 에지에서 실행되는 Always 블록 내의 모든 명령문입니다.
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// execute always block at the positive edge of signal 'clk' always @ (posedge clk) begin [statements] end
순차 요소 설계
아래 코드는 다음과 같은 모듈을 정의합니다. tff 데이터 입력, 클록 및 액티브 로우 리셋을 수용합니다. 여기서 항상 블록은 양의 에지에서 트리거됩니다. 클크 또는 음의 가장자리 먼저 .
1. 시계의 포지티브 에지
다음 이벤트는 클록의 양의 에지에서 발생하며 클록의 모든 양의 에지에 대해 반복됩니다.
1 단계: 먼저 if 문은 액티브 로우 리셋 값을 확인합니다. 먼저 .
- 만약에 먼저 가 0이면 출력 q는 기본값인 0으로 재설정되어야 합니다.
- 만약에 먼저 1이면 재설정이 적용되지 않으며 기본 동작을 따라야 함을 의미합니다.
2 단계: 이전 단계가 false인 경우
- d의 값을 확인하고, 1이면 q의 값을 반전시킨다.
- d가 0이면 q의 값을 유지합니다.
module tff (input d, clk, rstn, output reg q); always @ (posedge clk or negedge rstn) begin if (!rstn) q <= 0; else if (d) q <="~q;" end endmodule pre> <p> <strong>2. Negative edge of reset</strong> </p> <p>The following events happen at the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> . At the negative edge of the signal, its value is 0.</p> <ul> <li>If the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 0, then it means reset is applied, and output should be reset to the default value of 0.</li> <li>And if the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 1, then it is not considered because the current event is a negative edge of the <strong> <em>rstn</em> </strong> .</li> </ul> <h3>Combinational Element Design</h3> <p>An always block can also be used in the design of combinational blocks.</p> <p>For example, the digital circuit below represents three different logic gates that provide a specific output at signal o.</p> <img src="//techcodeview.com/img/verilog-tutorial/39/verilog-always-block.webp" alt="Verilog Always Block"> <p>The code shown below is a module with four input ports and a single output port called o. The always block is triggered whenever any of the signals in the sensitivity list changes in value.</p> <p>The output signal is declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> in the module port list because it is used in a procedural block. All signals used in a procedural block should be declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> .</p> <pre> module combo (input a, input b, input c, input d, output reg o); always @ (a or b or c or d) begin o <= ~((a & b) | (c^d)); end endmodule < pre> <p>The signal o becomes 1 whenever the combinational expression on the RHS becomes true. Similarly, o becomes 0 when RHS is false.</p> <hr></=></pre></=>