25.verilog语法之always

一、always语句介绍

module是一个模块的语法，或者说是一个电路模块的语法，然后FPGA代码中见的最多的应该就是alwsys语句了。

到处都是alwsys，那么alwayls怎么意思呢？

例如最常用的一句：

always @(posedge clk or negedge rst_n)

关键字always就是一直的意思，就是上电后这个模块会一直运行下去。

@是探测变化的意思，就是小括号内的信号只要安装规定的动作变化就能被探测到。

小括号的内容就是该模块运行的条件，

关键字posedge是取上升沿的意思，posedge clk就是clk这个信号的上升沿是触发条件；negedge就是取下降沿的意思，negedge rst_n就是rst_n这个信号的下降沿是触发条件；or就是posedge clk和negedge rst_n这两个条件有一个达到这个模块就会运行。

于是乎，FPGA代码阅读就变得特别简单了。。。

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begin q <= 1'b0; end else begin q <= d; end end

二、FPGA 编码的「黄金规范」

时序逻辑（生成寄存器）

1. 一个 always 块对应一个时钟域 + 一组强关联的时序动作，可赋值多个信号，拒绝「一个信号一个 always 块」；
2. 必须用非阻塞赋值<=，模拟硬件并行更新；
3. 触发列表必须包含时钟沿，异步复位需加复位沿，同步复位仅加时钟沿；
4. 寄存器的更新 / 复位仅在触发沿到来时发生，非触发沿保持原值。

组合逻辑（无寄存器）

1. 一个 always 块对应一个独立的组合逻辑功能，可赋值多个相关输出；
2. 必须用阻塞赋值=，模拟硬件实时连线；
3. 触发列表用always @(*)（自动敏感列表），避免漏写输入导致的综合毛刺。

通用规则

1. 不同时钟域、不同复位方式的逻辑，必须分开写 always 块；
2. 寄存器信号必须在 always 块内赋值，且只能在一个 always 块内赋值（多驱动会导致硬件冲突，综合报错）；
3. 所有寄存器必须有复位值（避免上电后状态未知，FPGA 设计的硬性要求）。