Verilog 提供了 2 大類時(shí)序控制方法：時(shí)延控制和事件控制。事件控制主要分為邊沿觸發(fā)事件控制與電平敏感事件控制。

時(shí)延控制

基于時(shí)延的時(shí)序控制出現(xiàn)在表達(dá)式中，它指定了語句從開始執(zhí)行到執(zhí)行完畢之間的時(shí)間間隔。

時(shí)延可以是數(shù)字、標(biāo)識符或者表達(dá)式。

根據(jù)在表達(dá)式中的位置差異，時(shí)延控制又可以分為常規(guī)時(shí)延與內(nèi)嵌時(shí)延。

◆常規(guī)時(shí)延

遇到常規(guī)延時(shí)時(shí)，該語句需要等待一定時(shí)間，然后將計(jì)算結(jié)果賦值給目標(biāo)信號。

格式為：#delay procedural_statement，例如：

reg  value_test ;
reg  value_general ;
#10  value_general    = value_test ;

該時(shí)延方式的另一種寫法是直接將井號 “#” 獨(dú)立成一個時(shí)延執(zhí)行語句，例如：

#10 ;
value_ single         = value_test ;

◆內(nèi)嵌時(shí)延

遇到內(nèi)嵌延時(shí)時(shí)，該語句先將計(jì)算結(jié)果保存，然后等待一定的時(shí)間后賦值給目標(biāo)信號。

內(nèi)嵌時(shí)延控制加在賦值號之后。例如：

reg  value_test ;
reg  value_embed ;
value_embed        = #10 value_test ;

需要說明的是，這 2 種時(shí)延控制方式的效果是有所不同的。

當(dāng)延時(shí)語句的賦值符號右端是常量時(shí)，2 種時(shí)延控制都能達(dá)到相同的延時(shí)賦值效果。

當(dāng)延時(shí)語句的賦值符號右端是變量時(shí)，2 種時(shí)延控制可能會產(chǎn)生不同的延時(shí)賦值效果。

◆例如下面仿真代碼：

`timescale 1ns/1ns

module test ;
    reg  value_test ;
    reg  value_general, value_embed, value_single ;

    //signal source
    initial begin
        value_test        = 0 ;
        #25 ;      value_test        = 1 ;
        #35 ;      value_test        = 0 ;        //absolute 60ns
        #40 ;      value_test        = 1 ;        //absolute 100ns
        #10 ;      value_test        = 0 ;        //absolute 110ns
    end

    //(1)general delay control
    initial begin
        value_general     = 1;
        #10 value_general  = value_test ; //10ns, value_test=0
        #45 value_general  = value_test ; //55ns, value_test=1
        #30 value_general  = value_test ; //85ns, value_test=0
        #20 value_general  = value_test ; //105ns, value_test=1
    end

    //(2)embedded delay control
    initial begin
        value_embed       = 1;
        value_embed  = #10 value_test ; //0ns, value_test=0
        value_embed  = #45 value_test ; //10ns, value_test=0
        value_embed  = #30 value_test ; //55ns, value_test=1
        value_embed  = #20 value_test ; //85ns, value_test=0
    end

    //(3)single delay control
    initial begin
        value_single      = 1;
        #10 ;
        value_single = value_test ; //10ns, value_test=0
        #45 ;
        value_single = value_test ; //55ns, value_test=1
        #30 ;
        value_single = value_test ; //85ns, value_test=0
        #20 ;
        value_single = value_test ; //105ns, value_test=1
    end

    always begin
        #10;
        if ($time >= 150) begin
            $finish ;
        end
    end

endmodule

◆仿真結(jié)果如下，由圖可知：

（1）一般延時(shí)的兩種表達(dá)方式執(zhí)行的結(jié)果都是一致的。

（2）一般時(shí)延賦值方式：遇到延遲語句后先延遲一定的時(shí)間，然后將當(dāng)前操作數(shù)賦值給目標(biāo)信號，并沒有“慣性延遲”的特點(diǎn)，不會漏掉相對較窄的脈沖。

（3）內(nèi)嵌時(shí)延賦值方式：遇到延遲語句后，先計(jì)算出表達(dá)式右端的結(jié)果，然后再延遲一定的時(shí)間，賦值給目標(biāo)信號。

◆下面分析下內(nèi)嵌延時(shí)的賦值過程：

(1) value_embed = #10 value_test ; //0ns, value_test=0

0ns 時(shí)，執(zhí)行此延時(shí)語句。

先將 0 賦值給信號 value_embed, 延遲 10ns 輸出為 0；

(2) value_embed = #45 value_test ; //10ns, value_test=0

10ns 時(shí)，執(zhí)行此延時(shí)語句。

由于此時(shí) value_test 仍然為 0，所以 value_embed 值不變。

即到 55ns 時(shí)，value_embed 值仍然保持為 0。

(3) value_embed = #30 value_test ; //55ns, value_test=1

同理，55ns 時(shí)，value_test 值為 1，將其賦值給 value_embed 并延遲 30ns 輸出。

所以 85ns 時(shí)，value_embed 輸出為 1。

(4) value_embed = #20 value_test ; //85ns, value_test=0

同理，105ns 時(shí)，value_embed 輸出為 0。

邊沿觸發(fā)事件控制

在 Verilog 中，事件是指某一個 reg 或 wire 型變量發(fā)生了值的變化。

基于事件觸發(fā)的時(shí)序控制又主要分為以下幾種。

◆一般事件控制

事件控制用符號 @ 表示。

語句執(zhí)行的條件是信號的值發(fā)生特定的變化。

關(guān)鍵字 posedge 指信號發(fā)生邊沿正向跳變，negedge 指信號發(fā)生負(fù)向邊沿跳變，未指明跳變方向時(shí)，則 2 種情況的邊沿變化都會觸發(fā)相關(guān)事件。例如：

//信號clk只要發(fā)生變化，就執(zhí)行q<=d，雙邊沿d觸發(fā)器模型< span="" >
always @(clk) q <= d ;               
//在信號clk上升沿時(shí)刻，執(zhí)行q<=d，正邊沿d觸發(fā)器模型< span="" >
always @(posedge clk) q <= d ; 
//在信號clk下降沿時(shí)刻，執(zhí)行q<=d，負(fù)邊沿d觸發(fā)器模型< span="" >
always @(negedge clk) q <= d ;
//立刻計(jì)算d的值，并在clk上升沿時(shí)刻賦值給q，不推薦這種寫法
q = @(posedge clk) d ;

◆命名事件控制

用戶可以聲明 event（事件）類型的變量，并觸發(fā)該變量來識別該事件是否發(fā)生。

命名事件用關(guān)鍵字 event 來聲明，觸發(fā)信號用 “->” 表示。例如：

event     start_receiving ;
always @( posedge clk_samp) begin
       - > start_receiving ;       //采樣時(shí)鐘上升沿作為時(shí)間觸發(fā)時(shí)刻
end

always @(start_receiving) begin
    data_buf = {data_if[0], data_if[1]} ; //觸發(fā)時(shí)刻，對多維數(shù)據(jù)整合
end

◆敏感列表

當(dāng)多個信號或事件中任意一個發(fā)生變化都能夠觸發(fā)語句的執(zhí)行時(shí)，Verilog 中使用“或”表達(dá)式來描述這種情況，用關(guān)鍵字 “or” 連接多個事件或信號。這些事件或信號組成的列表稱為“敏感列表”。當(dāng)然，or 也可以用逗號 “,” 來代替。例如：

//帶有低有效復(fù)位端的D觸發(fā)器模型
always @(posedge clk or negedge rstn)    begin     
//always @(posedge clk , negedge rstn)    begin     
//也可以使用逗號陳列多個事件觸發(fā)
    if（! rstn）begin
           q <= 1’b ;     
       end
    else begin
        q <= d ;
    end
end

當(dāng)組合邏輯輸入變量很多時(shí)，那么編寫敏感列表會很繁瑣。此時(shí)，更為簡潔的寫法是 @* 或@(*)，表示對語句塊中的所有輸入變量的變化都是敏感的。例如：

always @(*) begin
//always @(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m) begin 
//兩種寫法等價(jià)
    assign s = a? b+c : d ? e+f : g ? h+i : j ? k+l : m ;
end

電平敏感事件控制

前面所討論的事件控制都是需要等待信號值的變化或事件的觸發(fā)，使用 “@+敏感列表” 的方式來表示的。Verilog 中還支持使用電平作為敏感信號來控制時(shí)序，即后面語句的執(zhí)行需要等待某個條件為真。Verilog 中使用關(guān)鍵字 wait 來表示這種電平敏感情況。例如：

initial begin
    wait (start_enable) ;      //等待 start 信號
    forever begin
           //start信號使能后，在clk_samp上升沿，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合
        @(posedge clk_samp)  ;
        data_buf = {data_if[0], data_if[1]} ;      
       end
end