hdl代码学习不明白的地方

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verilog 可综合的代码风格
＃1:当为时序逻辑建模，使用“非阻塞赋值”。
＃2:当为锁存器（latch）建模，使用“非阻塞赋值”。
＃3:当用always块为组合逻辑建模，使用“阻塞赋值”
＃4:当在同一个always块里面既为组合逻辑又为时序逻辑建模，使用“非阻塞赋值”。
＃5:不要在同一个always块里面混合使用“阻塞赋值”和“非阻塞赋值”。
＃6:不要在两个或两个以上always块里面对同一个变量进行赋值。
＃7:使用$strobe以显示已被“非阻塞赋值”的值。
＃8:不要使用＃0延迟的赋值。

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9:在VERILOG语法中， if...else if ... else 语句是有优先级的，一般说来第一个IF的优先级最高，最后一个ELSE的优先级最低。如果描述一个编码器，在XILINX的XST综合参数就有一个关于优先级编码器硬件原语句的选项Priority Encoder Extraction. 而CASE语句是"平行"的结构，所有的CASE的条件和执行都没有“优先级”。而建立优先级结构会消耗大量的组合逻辑，所以如果能够使用CASE语句的地方，尽量使用CASE替换IF...ELSE结构。
#10:XILINX的底层可编程硬件资源叫SLICE，由2个FF和2个LUT组成。 FF触发器   LUT查找表
ALTERA的底层可编程硬件资源叫LE,   由1个FF和1个LUT组成。

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11:慎用锁存器(latch)，同步时序设计要尽量避免使用锁存器，综合出非目的性latch的主要原因在于不完全的条件判断句。另外一种情况是设计中有组合逻辑的反馈环路(combinatorial feedback loops)。
#12:状态机的一般设计原则，Biary, gray-code 编码使用最少的触发器，较多的组合逻辑。而one-hot编码反之。所以CPLD多使用GRAY-CODE, 而FPGA多使用ONE-HOT编码。另一方面，小型设计使用GRAY-CODE和BINARY编码更有效，而大型状态机使用ONE-HOT更有效。
#13:业界主流CPLD产品是lattice的LC4000系列和ALTERA的MAX3000系列。
#14:复位使初始状态可预测，防止出现禁用状态。FPGA 和CPLD 的复位信号采用异步低电平有效信号，连接到其全局复位输入端，使用专用路径通道,复位信号必须连接到FPGA 和CPLD 的全局复位管脚。。
#15:不要用时钟或复位信号作数据或使能信号，也不能用数据信号作为时钟或复位信号，否则HDL 综合时会出现时序验证问题。信号穿过时钟的两半个周期时，要在前后分别取样；防止出现半稳定状态。

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16：fpga设计中 不要使用门时钟（don't use gated clock）。时钟信号必须连接到全局时钟管脚上。
#17：不要使用内部三态信号，否则增加功耗。
#18：只使用同步设计，不要使用延时单元。
#19：避免使用负延触发的双稳态多谐振荡器（flip flop）。
#20:不要使用信号和变量的默认值（或初始值），用复位脉冲初始化
信号和变量。
#21:不要在代码中使用buffer 类型的端口读取输出数据；要使用out 类型，再增加另外变量或信号，以获取输出值。
这是因为buffer 类型的端口不能连接到其他类型的端口上，因此buffer 类型就会在整个设计的端口中传播下去。
#22:对变量要先读后写；如果先写后读，就会产生长的组合逻辑和锁存器（或寄存器）。这是因为变量值是立即获取的。
#23:在组合逻辑进程中，其敏感向量标中要包含所有要读取得信号；这是为了防止出现不必要的锁存器。

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Description
本文主要是收集一些重要的Verilog coding style。一个好的coding style可以减少错误的发生，增加电路的效能，以及较好的可读性。
Text
The order of module signals
一个module signal顺序如下 (由左至右):
Input
clock signals(clk_*)
set/reset signals(set_*, rst_*)
enable/disble signals(en_*, dis_*)
read/write enable signals(we_*, re_*, rw_*)
control signals(i_*)
address signals(i_*)
data signals(i_*)
Output
clock signals(o_clk_*)
set/reset signals(o_set_*, o_rst_*)
enable/disable signals(o_en_*, o_dis_*)
control signals(o_*)
address signals(o_*)
data signals(o_*)
In/Out
control signals(io_*)
address signals(io_*)
data signals(io_*)
Naming Rule
以下的namign rule为个人使用的规则。

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命名方式分类
底线分隔型：xxx_yyy_zzz
大写底线分隔型：XXX_YYY_ZZZ
首字大写型：AbcDefGhi
首字小写型：avcDefGhi
各种元素所使用的命名
文件名称：底线分隔型, Ex: xxx_yyy_zzz.v
module名称：底线分隔型, Ex: xxx_yyy_zzz
module instance名称：底线分隔型, Ex: xxx_yyy_zzz
local wire名称：底线分隔型：Ex: xxx_yyy_zzz
local reg名称：底线分隔型, Ex: xxx_yyy_zzz
input signal名称：前置i_的底线分隔型, Ex: i_xxx_yyy_zzz
output signal名称：前置o_的底线分隔型, Ex: o_xxx_yyy_zzz
input/output signal名称：前置io_的底线分隔型, Ex: io_xxx_yyy_zzz
常数名称：大写底线分隔型, `XXX_YYY_ZZZ
parameter参数名称：大写底线分隔型, Ex: XXX_YYY_ZZZ
block名称：大写底线分隔型, Ex: XXX_YYY_ZZZ
特殊讯号名称
单一的clock signal: clk
多个clock signal: clk_xxx
负缘触发的clock signal: clk_n, clk_xxx_n
单一的reset signal: rst
多个reset signal: rst_xxx
负缘触发的reset signal: rst_n , rst_xxx_n
单一的set signal: set
多个set signals: set_xxx
负缘触发的set signals: set_n, set_xxx_n
致能讯号: en_xxx
除能讯号: dis_xxx

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Procedural Assignments
使用指引

在撰写sequential logic时，使用nonblocking assignment。
在撰写latches电路时，使用nonblocking assignment。
在always block中撰写conbinational logic时，使用blocking assignment。
在同一个always block中同时撰写sequential及combinational logic时，一律使用nonblocking assignment。
别在同一个always block中混合使用nonblocking及blocking assignment。
别在两个以上的always block中对同一个变量设定数值。
使用$strobe来显示由nonblocking assignment所给定的变量。
不要对assignment使用#0延迟设定。
在procedural assignment中，LHS一定要是reg型态。非procedural assignment一定是net的型态。
常用的style
Combination logic
在always block中，如果使用combination logic，应当使用blocking assignment.

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// All inputs used within always block should be listed in sensitive list.
always @(in1 or in2 or in3)
begin
  xxx = in1 ^ in2 & in3;
end
Sequential logic
在always block中，如果使用sequential logic，应当使用nonblocking assignment.
// Synchronous reset. The rst_n is NOT in sensitive list.
always @(posedge clk)
  begin
    if (~rst_n)
        begin
      xxx <= `INIT_VAL;
        end
    else
        begin
      xxx <= yyy;
        end
  end

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// Asynchronous reset. The rst_n IS in sensitive list.
always @(posedge clk or negedge rst_n)
  begin
    if (~rst_n)
      begin
        xxx <= `INIT_VAL;
      end
    else
      begin
        xxx <= yyy;
      end
  end

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Delay的建模
Combination logic
建模没有delay时，使用blocking assignment(ex: a = b;)
建模有惯性(inertial) delay时(即glitch不会传到后面的电路中)。使用delayed evaluation blocking assignments(#10 a = b;).
建模传输(transport)delay时(即glitch也会一并传到后面的电路中)。使用delayed assignment nonblocking assignments(ex: a <= #10 b;).
Sequential logic
建模没有delay时，使用non-blocking assignments (ex: q <= d; ).
建模有delay时，使用delayed assignment nonblocking assignments(ex: q <= #10 d;).
Finite State Machine
Moore FSM: 输出与输入没有直接关系。
由两个always block构成，一个是sequential block用来处理状态的变化。另一个为combinational block用来处理状态与输入之间的关系。注意，在sequential block中应全部使用nonblocking assignment。在combinational block中应使用blocking assignment。在某些简单的case中，combinational block也可直接由continuous assignment来取代。下面的范例是一般简单的FSM。