Verilog中的assign語句

一、Verilogassign的用法

在Verilog中，使用assign語句將一個或多個輸入信號賦值給一個輸出信號，在電路中極為常見。assign語句使用格式如下：

assign [name_of_output_signal] = [expression];

其中，name_of_output_signal是你想要分配的輸出信號的名稱，expression是賦值表達式。

如下面的代碼示例所示，將數據輸入信號D和時鐘信號CLK分配給輸出信號Q：

module d_ff(q, clk, d);
    output q;
    input  clk, d;

    // assign D and CLK to Q
    assign q = (clk & d);
endmodule

二、Verilogassign語句四選一

Verilog中assign語句有四種形式，包括assign、force、deassign和release。

assign語句是最基本的形式，其餘三個形式是分別用於強制賦值、取消分配和解除強制分配。

下面對這四種形式做一簡要介紹：

• assign：用於將一個邏輯表達式賦值給一個輸出信號，其中邏輯表達式是由一個或多個輸入信號組成。assign語句最早被用於分配連續邏輯電路中的輸出信號，但也可以用於分配組合邏輯電路中的輸出信號。
• force：用於強制更改一個信號的值。如果用force語句強制更改一個信號，就會暫時取代assign或其他類型的分配語句，並在模擬過程結束時釋放信號。
• deassign：用於取消指令的強制分配，將信號恢復為原始的分配指令。在deassign之後，模擬器將以正常的原始賦值方式處理信號。
• release：用於取消分配指令，但不像deassign一樣恢復到原始值。如果一個信號被強制分配，但沒有使用deassign語句進行釋放，可以使用release語句釋放。而且信號結束後，不恢復到原始值，而是保留在其最後強制分配的狀態。

三、assign語句如何使用

在Verilog中，assign語句被廣泛應用於通過組合邏輯電路來實現簡單的功能邏輯。assign語句使用的示例代碼如下：

module and2 (Y, A, B);

    output Y;
    input  A, B;

    // assigning A and B to Y
    assign Y = A & B;

endmodule

在這個例子中，我們實現了一個簡單的2輸入AND門，其中輸入信號A和B被分配給輸出信號Y。

四、Verilogassign語句在模擬中不執行

需要注意的是，在Verilog模擬中，assign語句不會被運行。在模擬中，assign語句僅僅是將邏輯電路的連接一次性描述出來，形成一個完整的電路模型。在模擬中，assign語句不會被執行，只有模塊實例中的賦值和硬體行為才會執行。

五、assign用法

如前所述，用assign來定義組合邏輯電路是Verilog語言中很常見的方法。下面是一個更複雜的例子，展示了如何使用assign語句來描述一個通過與門實現的加法器。

module adder (sum, carry_in, a, b);

    output sum, carry_out;
    input  a, b, carry_in;

    // assigning carry-in signal
    assign c1 = (a & b);
    assign c2 = (a ^ b);
    assign carry_out = (c1 | (c2 & carry_in));
    
    // assigning sum signal
    assign sum = (a ^ b ^ carry_in);

endmodule

在這個例子中，我們使用三個assign語句來將兩個輸入信號a和b分配給輸出信號sum，同時將所有邏輯電路的連接一次性描述出來。

六、assign語句

assign語句被廣泛用於設置Verilog設計中的輸入和輸出引腳，但也可以用於描述組合邏輯電路或鎖定狀態邏輯電路。下面是assign語句的一個簡單示例，將三個輸入信號x、y和z分配給一個輸出信號out：

module assign_example (out, x, y, z);

    output out;
    input  x, y, z;

    // assigning signals
    assign out = (x | y) & (~z);

endmodule

在這個例子中，我們使用一條assign語句將x和y的或值與z的非值進行與運算，並將結果分配給輸出信號out。

七、Verilog中的assign語句

在Verilog中，assign語句是連接組合邏輯電路電線的主要方法，除了用於模塊中為輸入輸出引腳分配信號以外，還可以用於描述一些簡單的邏輯電路。

下面是一個例子，演示了如何使用assign語句實現一個四輸入的OR門：

module or4 (out, in1, in2, in3, in4);

    output out;
    input  in1, in2, in3, in4;

    // assigning signals
    assign out = (in1 | in2 | in3 | in4);

endmodule

在這個例子中，我們使用了一條assign語句將4個輸入信號的或值賦值給輸出信號out。