verilog教程--------关键路径的选取

2008-08-05 10:33阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1375500301

verilog教程--------关键路径的选取！, 我的编程经历！
这是一篇我的心得，写verilog的心得，啊，对于学习verilog设计FPGA的同学一定会有帮助的啊！
　　本人就例子来教大家怎样提取关键路径：
　　先解释一下什么叫关键路径
　　所谓关键路径就是，在电路中频繁调用，而且延迟过长，
　　或者产生意外的几率比较大的线路。
　　 1：组合电路中的关键路径提取：
　　 q=a&b&c|d&e&b;
　　这个很简单了，估计大家都会的，因为b的传输要两级，
　　可以简单的提取b作为一级的：
　　 q=(a&c|d&e)&b
　　 2: always——block中的关键路径提取：
　　 always中关键路径的提取一般用分步法提取，请看下面一个
　　 always——block，
　　
　　 always@(in)
　　 begin
　　 if(!a)
　　 if(c&&(!b&&e))
　　 out=out1;
　　 else out=out2;
　　 else if(b&&e) out =out1;
　　 end
　　这里面e是关键路径，我们可以分两个步骤提取关键路径
　　（1）当e=1的时候有：
　　 if(!a)
　　 if(c&&(!b))
　　 out=out1;
　　 else out=out2;
　　（2）当e=0的时候有：
　　 if(!a) out=out2;
　　因此这个always可以写成这个样子：
　　
　　 always@(in)
　　 begin
　　 if(e)
　　 if(!a)
　　 if(c&&(!b))
　　 out=

out1;
　　 else out=out2;
　　 else if(!a) out=out2;
　　 end
　　
　　这是中间形式，还要写成最终形式：
　　定义两个临时变量，为了在综合时候，被综合掉，要定义他们
　　为输出端口（output）——切记！！！
　　
　　 output out_temp1,out_temp2;
　　 out_temp1=a?out:(c&&(!b))?out1:out2;
　　 out_temp2=a?out:out2;
　　
　　 assign out=e?out_temp1:out_temp2;
　　
　　好了，这个已经提取成功！~
　　再来看第三个例子，在应用中经常用到的啊
　　 3。FSM中的关键路径的提取：关于状态机，这是FPGA设计必备的基础，编码方式有很多中比如：one——hot，or one--cool
　　还有就是组合电路和时序电路的写法，这里主要讲关键路径的提取至于状态机的写法，还是查阅一下资料啊！
　　
　　 FSM中关键路径的提取方法一般是先将要提取的关键路径去掉
　　然后将原来FSM中的next-state用另外一个符号代替，作为次FSM 的输入，即有主从两个FSM。
　　
　　来看一下这个简单的状态机啊：
　　 parameter s0=0;
　　 parameter s1=1;
　　 parameter s2=2;
　　 parameter s3=3;
　　
　　 input in1,in2,in3,set；
　　 reg[1:0] nextstate,currentstate;
　　
　　 always@(in1 or in2 or in3 or currentstate)
　　 begin
　　 nextstate=s0;// start state
　　 case(currentstate)
　　 s0: if(in1&&!set)
　　 nextstate=s1;
　　 else if(set) nextstate=s2;
　　 s1:if(in2&&set)
　　 nextstate=s3;
　　 else if(!set) nextstate=s2;
　　 s2:if(set) nexstate=s3;
　　 s3:if(in3) nextstate=s0;
　　 default:nextstate=s0;
　　 endcase
　　 end
　　
　　好，现在来看第一步，将状态机中的关键路径去掉，这里的关键路径为set，试想如果状态从s0一路到s3，都是set在起作用，如果有一个不小心的毛刺产生，就会执行错误的行为，所以这里的set为关键路径。
　　
　　提取后的状态机如下：
　　 reg[1:0]temp;
　　 always@(in1 or in2 or in3 or currentstate)
　　 begin
　　 nextstate=s0;// start state
　　 temp=s0;
　　 case(currentstate)
　　 s0: if(in1)
　　 temp=s1;
　　
　　 s1:if(in2)
　　 temp=s3;
　　
　　 s2: temp=temp;
　　 s3:if(in3) temp=s0;
　　 default:temp=s0;
　　 endcase
　　 end
　　
　　
　　第二步：
　　 always2(temp or currentstate or set)
　　 begin
　　 case(currentstate)
　　 s0:if(!set)
　　 nextstate=temp
　　 else nextstate=s2;
　　 s1: if(set)
　　 nextstate=temp;
　　 else nextstate=s2;
　　 s2:if(set) nextstate=s3;
　　 else nextstate=temp;
　　 s3: nextstate=temp;
　　 default:nextstate=temp;
　　 endcase
　　 end

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