always_ff、always_comb、always_latch和always的区别是什么？

Question

我对这四个术语感到非常困惑：always_ff、always_comb、always_latch 和 always。它们可以如何使用，以及用于什么目的？

- user2138826

Answer 1

always 是Verilog中的一种主要进程类型，另一种是 initial，该进程在模拟开始时运行一次。

always_ff @(posedge clk)：
代表触发器（ff），该进程在时钟的每个上升沿上被触发（执行）。这替代了 always @(posedge clk)。

always_ff @(posedge clk) begin
  a <= b;
end

always_latch：用于表示锁存器。

使用方法如下：

always_latch begin
  if (enable) begin
     a_latch <= something;
  end
  //No else clause so a_latch's value
  //is not always defined, so it holds its value
end

这取代了：

always @* begin
  if (enable) begin
     a_latch = something;
  end
  //No else clause so a_latch's value
  //is not always defined, so it holds its value
end

always_comb:
用于组合逻辑，是 always @* 的替代品，当您不想要锁存器时可以使用。现在我们可以区分设计意图，知道什么时候需要和不需要锁存器。

SystemVerilog 命名为 always_ff、always_latch 和 always_comb，它们在被触发时有更严格的标准，这意味着 RTL 到门级（后合成）不匹配的可能性降低了。这也意味着它们与其 always @ 对应部分并非完全等效，可能会改变一些模拟行为。

- Morgan

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always_comb和always @*并不等同，你不应该再使用always @*。最大的原因是当逻辑中涉及常量或参数时，always @*无法工作。它们不会生成事件来触发块的执行。而使用always_comb可以保证在时间0执行。 - dave_59

感谢@dave_59，我试图在最后一段中涵盖确切的相等性。它们是SystemVerilog，IP通常设计为向后兼容Verilog，因此将继续使用always @*。考虑到有多少初学者发布手动灵敏度列表的问题，我认为在always_comb成为常态之前我们还有很长的路要走。 - Morgan

是的，想一想人们从使用注释指示符（如//synthesis translate on）转向使用 ifdef SYNTHESIS需要多长时间。自从25年前将ifdef`添加到Verilog以来，已经过去了这么久。 - dave_59

IEEE标准使用always_latch与非阻塞赋值。您在回复中使用阻塞式赋值的特定原因是什么？ - Ari

@ Ari 我认为 always_latch 是 always @* 的扩展。<= 模拟了锁存器的行为，当锁存器打开时是透明的，所以我认为 = 更加合适。我之前没有注意到他们在 LRM 中使用非阻塞 (<=)。 - Morgan