Verilog 不同编码风格对实际综合电路的影响

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单片机点灯小能手

发布于 2023-09-23 20:42:04

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发布于 2023-09-23 20:42:04

文章被收录于专栏：电子电路开发学习

Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计数字电路和系统。统一、良好的代码编写风格，可以提高代码的可维护性和可读性。

同样的功能，不同的Verilog 编码风格也会对综合过程产生重大影响，在综合的过程中，Verilog 代码被转换为门级电路，不同的代码风格，综合出的电路可能是不同的，对应资源的占用和功耗也会有差异。

下面以一个模3计数器为例，演示3种不同写法对综合后电路的影响。

示例 #1

module cntr_mod3 (
    //Inputs
    input clk, 
    input rstn, 
    
    //Outputs
    output reg [1:0] out,
);

always @(posedge clk) begin
    if ((!rstn) | (out[1] & out[0]))
        out <= 0;
    else
        out <= out + 1;
end

endmodule

综合出的电路如下图所示，三个基本的门电路：

示例 #2

module cntr_mod3(
    //Inputs
    input clk, 
    input rstn, 
    //Outputs
    output reg [1:0] out
);

always @(posedge clk) begin
    if (!rstn)
        out <= 0;
    else begin
        if (out == 3)
            out <= 0;
        else
            out <= out + 1;
    end
end

endmodule

综合出了两个选择器和一个加法器，相比于前一种写法将会占用更多的资源。

示例 #3

module cntr_mod3(
    //Inputs
    input clk, 
    input rstn, 
    
    //Outputs
    output reg [1:0] out
);

always @(posedge clk) begin
    if (!rstn)
        out <= 0;
    else begin
        if (&out)
            out <= 0;
        else
            out <= out + 1;
    end
end

endmodule

相比于上一个写法，少了一个选择器。

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