跟着我从零开始入门FPGA（一周入门XXOO系列）-4、阻塞和非阻塞

（本连载共七部分，这是第四部分）

作者：McuPlayer2013   （EETOP FPGA版块版主） 原帖地址：http://bbs.eetop.cn/thread-385362-1-1.html）

以下是正文：

4、阻塞和非阻塞

话说大禹治水，因为他老爹治水失败被咔咔了，他不得已去顶缸。
他也琢磨啊，其父也不是等闲之辈，没搞定，说明必须得换个法子，否则自己也得被大哥给嗝屁了。
大禹父子治水，分别用的是阻塞和非阻塞的方法，下面我们就扯一下逻辑电路中的阻塞和非阻塞。

通常所说的阻塞和非阻塞，指的是always块中的语句。
always语句中有时序逻辑，也有组合逻辑。前者用非阻塞，后者用阻塞。
其实“阻塞”这个术语，也是专门给软件出身的电工看的，硬电工才懒得管你阻不阻的呢。

    reg[7:0] in1；
    reg[7:0] out;

    always @ (posedge clk)
    begin
        in1 <= in1+8'h01;
        out <= in1;
    end
endmodule


先从容易的下刀，我们先看看这个非阻塞的语句，它很简单，就是in1的自身完成一个自加一
注意这个“<=”,是不是又想起了C语言里用来搞指针的“->”，不过真的没有一毛钱的关系。

in1拿到的是clk上升沿之前的“in1”值再加1，跟clk上升沿之后的in1没有关系了。


正如，已毕业的小明的时候对还在读大四GF小芳承诺说，哥等你大学毕业就讨你做LP了。
时光如箭，日月如梭，时间如白驹过隙，学校7月份小芳走出了象牙塔的大学校门。
小明履行承诺，娶小芳为妻。话说，无巧不成书。
小芳大学毕业了，但大三的同学也该升级读大四了，正好里面也有个女娃的名字也叫小芳。
抢答开始，问：小明，娶的是哪个小芳？

答案是，去年读大四今年毕业的那个小芳，而不是去年大三今年大四的那个小芳。
您感觉拗口吗，反正我有点绕口令的感觉了。

非阻塞操作也是这个效果，你娶的是毕业(clk上升沿)之前的那个大四的小芳。

我们知道硬件是并行执行的，所以，上面的代码，这么写，效果一样。
        out <= in1;         //小明娶老婆
        in1 <= in1+8'h01;   //老小芳毕业，新小芳升级大四
   


但，如果把非阻塞改为阻塞的，那小明娶的老婆，到底是谁？且看分析。
        in1 <= in1+8'h01;   //老小芳毕业，新小芳升级大四
        out <= in1;         //小明娶老婆
所谓阻塞，就是一步一步来，就是写软件的那个思路，小明顺利娶他昔日的恋人为妻。

我们要调整语句顺序了，再看看小明的执行结果咋样
        in1 = in1+8'h01;    //老小芳毕业，新小芳升级大四
        out = in1;          //小明娶老婆

要顺序执行的哦，先完成“老小芳毕业，新小芳升级大四”，然后“小明娶老婆”。
小明娶到了刚刚大三升大四的小芳，你完全可以认定，小明是一个喜新厌旧的文艺青年。

而如果，做下语句的调整，就像下面这样
        out = in1;          //小明娶老婆
        in1 = in1+8'h01;    //老小芳毕业，新小芳升级大四
小明喜新厌旧的企图，被强大的阻塞语句，给堵回去了。

一般用阻塞语句来实现assign语句描述困难的组合逻辑，一般情况下代码块会比较小。
非阻塞的一般是用于时序逻辑，时序逻辑往往比较复杂，有时候复杂得有些变态。
如果月老执行Verilog语句的时候，一不小心，小明就娶错了老婆。


阻塞，有个地方用起来很方便，也许你也猜到了，testbench

tb代码本身，就不被用来综合到电路，所以，可以大胆使用阻塞语句
        #10 rst = 1;
        #10 clk = 0;
        #10 clk = 1;
        #10 clk = 0;
        #10 clk = 1;
        #10 rst = 0;
        repeat(100)
        begin
            #10 clk = 0;
            #10 clk = 1;
        end

这是一段，模拟单片机复位释放以及振荡器启动的激励。
反正是顺序执行的，就拿这写软件的脑袋来理解就够了，估计软电工都喜欢。


客户下单了，我得看看还有多少物料，还得准备安排焊接。

今天就先扯到这里吧。
请一定记住今天的学习任务，我们要帮小明娶到正确的老婆。