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FPGA 中 assign 和 always 区别

2025/3/16 22:36:12 来源:https://blog.csdn.net/qq_38072731/article/details/146274899  浏览:    关键词:FPGA 中 assign 和 always 区别

目录

前言

一、定义与基本用法

三、执行机制对比

1.执行时机

2.代码结构

3.仿真特性

四、典型应用场景

总结


 

前言

在FPGA设计中,assign与always是Verilog语言中最常用的两种赋值方式。虽然它们都能实现逻辑功能,但是底层机制和适用场景存在本质差异。本文将从技术原理、代码规范和工程实践三个维度深入分析两者的区别,帮助大家建立正确的设计思维。

一、定义与基本用法

assign语句是连续赋值语句,其赋值行为如同物理导线连接,实时反应输入变化。语法格式为:

assign 目标信号 = 表达式;

该语句适用于组合逻辑描述,所有操作数变化时立即重新计算结果,适合简单逻辑门电路的硬件描述。例如:

assign sum = a + b +cin;

 always语句是过程赋值语句,通过敏感事件触发执行。根据敏感列表的不同,分为两种模式:

1.组合逻辑模式always @(*) 或者always @(a,b,c)

2.时序逻辑模式always @(posedge clk)

组合逻辑模式下。代码执行顺序遵循语句顺序(阻塞赋值=)。

时序逻辑模式下使用非阻塞赋值<=,确保时钟边沿同步。

三、执行机制对比

1.执行时机

assign:连续激活,操作数变化立即更新结果

always:仅在敏感事件发生时执行一次

2.代码结构

assign:单条语句独立并行执行

always:支持条件判断(if/else)、多路选择(case)等复杂逻辑

3.仿真特性

assign:初始化状态自动置0

always:未初始化时的reg变量仿真时会呈现不定态x,需特别注意初始化

四、典型应用场景

assign适用场景:

  • 简单组合逻辑(与/或/非等基本运算)
  • 模块间连线
  • 复杂表达式的并行计算

always适用场景:

  • 时序逻辑设计(寄存器、计数器等)
  • 带条件判断的组合逻辑
  • 需要状态保持的逻辑单元

总结

  • assign:用于连续赋值,适合简单组合逻辑,代码简洁,执行持续。

  • always:用于过程赋值,适合复杂组合逻辑和时序逻辑,执行顺序依赖敏感列表。

在实际设计中,应根据具体需求选择合适的语句,确保代码的正确性和高效性。

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