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3.2 Verilog 时延

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小牛编辑
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2023-03-14

关键词:时延, 惯性时延

连续赋值延时语句中的延时,用于控制任意操作数发生变化到语句左端赋予新值之间的时间延时。

时延一般是不可综合的。

寄存器的时延也是可以控制的,这部分在时序控制里加以说明。

连续赋值时延一般可分为普通赋值时延、隐式时延、声明时延。

下面 3 个例子实现的功能是等效的,分别对应 3 种不同连续赋值时延的写法。

//普通时延,A&B计算结果延时10个时间单位赋值给Z
wire Z , A , B ;
assign # 10    Z = A & B ;
 
//隐式时延,声明一个wire型变量时对其进行包含一定时延的连续赋值。
wire A , B ;
wire # 10        Z = A & B ;
 
//声明时延,声明一个wire型变量是指定一个时延。因此对该变量所有的连续赋值都会被推迟到指定的时间。除非门级建模中,一般不推荐使用此类方法建模。
wire A , B ;
wire # 10 Z ;
assign           Z =A & B

惯性时延

在上述例子中,A 或 B 任意一个变量发生变化,那么在 Z 得到新的值之前,会有 10 个时间单位的时延。如果在这 10 个时间单位内,即在 Z 获取新的值之前,A 或 B 任意一个值又发生了变化,那么计算 Z 的新值时会取 A 或 B 当前的新值。所以称之为惯性时延,即信号脉冲宽度小于时延时,对输出没有影响。

因此仿真时,时延一定要合理设置,防止某些信号不能进行有效的延迟。

对一个有延迟的与门逻辑进行时延仿真。

实例

module time_delay_module (
    input   ai , bi ,
    output  so_lose , so_get , so_normal ) ;
 
    assign # 20      so_lose       = ai & bi ;
    assign   # 5      so_get       = ai & bi ;
    assign          so_normal     = ai & bi ;
endmodule

testbench 参考如下:

实例

`timescale 1ns / 1ns

module test ;
    reg  ai , bi ;
    wire so_lose , so_get , so_normal ;
 
    initial begin
        ai         = 0 ;
        # 25 ;      ai         = 1 ;
        # 35 ;      ai         = 0 ;         //60ns
        # 40 ;      ai         = 1 ;         //100ns
        # 10 ;      ai         = 0 ;         //110ns
    end
 
    initial begin
        bi         = 1 ;
        # 70 ;      bi         = 0 ;
        # 20 ;      bi         = 1 ;
    end
 
    time_delay_module  u_wire_delay (
        .ai               (ai ) ,
        .bi               (bi ) ,
        .so_lose         (so_lose ) ,
        .so_get           (so_get ) ,
        .so_normal       (so_normal ) ) ;
 
    initial begin
        forever begin
            # 100 ;
            //$display("---gyc---%d", $time);
            if ( $time >= 1000 ) begin
                $finish ;
            end
        end
    end
 
endmodule

仿真结果如下:

信号 so_normal 为正常的与逻辑。

由于所有的时延均大于 5ns,所以信号 so_get 的结果为与操作后再延迟 5ns 的结果。

信号 so_lose 前一段是与操作后再延迟 20ns 的结果。

由于信号 ai 第二个高电平持续时间小于 20ns,so_lose 信号会因惯性时延而漏掉对这个脉冲的延时检测,所以后半段 so_lose 信号仍然为 0。

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