Zedboard---实验三阻塞非阻塞

Zedboard—实验三阻塞非阻塞

本节包括对阻塞与非阻塞这一个重要概念的讨论和进一步的仿真。

阻塞和非阻塞

在上节的FPGA设计中有这样的赋值语句：

always@(posedge clk) led = switch;

在上一节中的测试文件中，对开关信号的复制语句：

always@(posedge clk) switch = $random;

问题来了，上述这两句赋值语句都是当时钟信号上升沿到来时进行赋值，那么究竟是哪一句会先执行？

在实际硬件中，他们有可能同时发生。但在仿真器中是不可能的。究竟哪个语句先完成赋值，是不确定的，而且谁先执行会影响到仿真结果。

修改上节中top.v和bench.v文件，将阻塞语句修改为非阻塞语句：

top.v:

`timescale 1ns / 1ns
module top
(
input clk,
input [7:0] switch,
output reg [7:0] led
);
always @(posedge clk) led <= switch;
endmodule

bench.v:

`timescale 1ns / 1ns
module bench;
reg clk = 1;
always #5 clk = ~clk;

reg [7:0] switch;
wire [7:0] led;
top top
(
.clk(clk),
.switch(switch),
.led(led)
);

always @(posedge clk)
switch <= $random;

initial
begin
repeat (1000) @(posedge clk);
$finish;
end

endmodule

优化Test Bench

下图为修改为非阻塞式赋值语句的仿真波形图：



对比阻塞式赋值语句的仿真波形图：



LED值滞后Switch一个时钟周期，因为当时钟上升沿到达了时，触发器捕获LED的值。

接下来添加检测LED输出是否与期望值相等。首先是生成期望结果。即，Switch信号延时一个时钟周期：

reg [7:0] expected_led;
always @(posedge clk)
expected_led <= switch;

将期望结果与实际输出结果对比，这里声明了两个整型变量num_checks和num_errors初始化为0.整型变量是有符号的32位reg值。然后，每个时钟沿对结果进行比较，如果实际输出记结果与期望输出结果不等，errors值加一。

integer num_checks = 0;
integer num_errors = 0;
always @(posedge clk)
begin
num_checks = num_checks+1;
if (expected_led != led)
begin
$display("ERROR: led value %0x does not match expected value %0x at time %0fns",
led,expected_led,$realtime);
num_errors = num_errors+1;
end
end

运行仿真结果如下：



参考原文连接