Verilog初级教程（10）Verilog的always块

Verilog是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的结构和行为。在Verilog中，always块是一个重要的构造，它允许我们描述硬件的行为，无论是在连续的模拟还是在时钟边缘的触发事件。always块可以根据其敏感列表中的信号的变化，执行其内部的行为描述。

基本语法：

always @(敏感信号列表)
begin
    // 行为描述语句
end

敏感信号列表是一个或多个信号名，当这些信号变化时，always块内部的代码将被执行。敏感信号列表可以包括输入、输出和内部信号。

以下是一个简单的always块的例子，它描述了一个简单的D触发器：

module D_FF (input wire clk, input wire d, output reg q);
  always @(posedge clk)
  begin
    q <= d;
  end
endmodule

在这个例子中，always块在时钟信号clk的上升沿触发。当clk信号从0变为1时，q被赋予d的值。注意这里使用了非阻塞赋值<=，这是用于描述组合逻辑电路的标准方式。

需要注意的是，always块内的代码块将在每次敏感信号变化时执行，而不是仅在初始仿真时执行一次。此外，always块内的时间控制语句（如#延迟）在模拟期间不会改变其行为，因此不推荐使用时间控制语句来描述硬件行为。

在编写always块时，还需要注意以下几点：

1. 避免使用阻塞赋值（=），因为它可能会导致仿真错误。
2. 确保敏感信号列表中的所有信号在仿真期间都是有效的。如果敏感信号列表中包含无效信号，仿真可能会产生不确定的结果。
3. 在敏感信号列表中使用非连续信号时，需要注意避免潜在的组合逻辑问题。例如，不要将输出或内部信号用作敏感信号。
4. 避免在always块中使用非阻塞赋值和时间控制语句的组合，因为这可能会导致仿真错误。
5. 在描述时钟驱动的逻辑时，使用always块和时钟边沿检测（posedge或negedge）是常见的做法。这样可以确保逻辑只在时钟边沿发生时执行。
6. 避免在always块中使用过长的延迟或复杂的控制流语句，这可能会影响仿真性能和可读性。
7. 确保always块的敏感信号列表中没有循环依赖，否则会导致仿真错误。
8. 在编写always块时，应该考虑到电路的实现方式。例如，对于组合逻辑电路，应使用非阻塞赋值；对于时序逻辑电路，应使用阻塞赋值和时钟边沿检测。
9. 在编写always块时，应该注意代码的可读性和可维护性。尽量保持代码简洁明了，并使用有意义的变量名和注释来解释代码的功能和行为。
10. 最后，应该在实际仿真和测试中验证always块的正确性。通过观察仿真波形和实际硬件测试来验证always块的实现是否符合预期。