图一
图二
图三
图四
最近写了一个16位二级流水线加法器,并进行了一下
仿真。发现在always块中采用阻塞赋值(=)和非阻塞赋值(<=)的结果是不一样的,书上的例程以及网上很多例程的流水线加法器都采用的是阻塞赋值。
书上对流水线加法器的描述是这样的:“采用流水线,能将一个算术操作分解为一些小规模的基本操作,将进位和中间值存储在寄存器中,并在下一个时钟周期内继续运算”。
如上图所示,图一、图二是采用非阻塞赋值的代码及仿真波形图,图三、图四是采用阻塞赋值的代码及波形图。明显可以看出,采用阻塞赋值的仿真结果是在一个时钟周期内得到结果,并没有像描述的那样在每个时钟周期内分级运算,也没有体现出流水线的特点;而非阻塞赋值好像更符合“下一个时钟周期内继续运算”的描述,也体现出了流水线的执行特点。
求大神指点!
1、因为要采用流水线设计,所以没有直接用{cout,sum}。
2、采用图一代码,我发现仿真结果不对。上图中,我没有对高8位赋值。在我对高8位赋值后,发现:输出结果(cout)的高8位是当前输入高8位的和,而低8位则是上一个时钟输入低8位的和。请问应如何解决?不知您之前是否写过流水线加法器?求指教。
您好楼主。您再仔细分析一下您的代码就可以发现问题了。其实这和阻塞非阻塞没太大关系。(当然时序电路还是必须要用非阻塞的)
主要有
1.流水线的编写思路不太清晰。
2.always里面的加法和拼接符用的也有点问题。(写的是:{cout1,sum1}<={cina[7],cina[7:0]}+{cinb[7],cinb[7:0]}+cin;举个例子,如果低八位cina=a0;cinb=00;那么结果将是{1,a0},显示进位了。但实际并没有进位。所以有误。)
最主要的问题是流水线结构不对,根据您写的代码,我画了个RTL图,您看了图之后应该会很清楚了。
流水线的每一步都需要一个寄存器。
按图所示第一个时钟沿时,寄存器sum1寄存低八位的和值,但寄存器sum寄存的是上个时钟低八位部分的和值与当前输入值的和值。根本原因是因为高八位的加法器的输入随着cina和cinb改变而立即改变。所以才会出现您所说的高八位是当前的值,而低八位是上一个时钟的值。
正确的方法是要在画红圈处加一个寄存器锁存值。(可以锁存输入值,也可以锁存和值)
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