case家的unique和priority

前边我们已经了解了SystemVerilogcase家族的casexcasez(硅芯思见:【80casezcasex谁是谁),SystemVerilog会对case语句所有的分支按照选择分支项出现的顺序进行解析,此时的解析过程类似于if...else...结构,因此很多EDA工具(类似综合工具等)会将所有的选择分支项按照析构顺序进行优先级优化,而仿真时可能设计人员期望的case语句结构中所有的选择分支是并行的,这样就有可能导致实际综合出来的电路结构与设计期望的不一致。为此,SystemVerilog中引入了uniquepriority,用以“告诉”EDA工具如何“对待”case的各个分支。本文将示例uniqueprioritycase(包括casexcasez,后文均已case为例进行说明)语句结构中的使用。

1 unique case

格式如下:

关键字unique位于case之前,就是表明设计的意图就是要求所有的选择分支都是互斥的。使用unique后,case选择分支出现的顺序将不是最重要的,所有的选择分支优先级相同,即将会同时被解析。并且使用unique后,选择分支必须唯一,软件在解析unique case结构时,会检查所有的选择分支是否互斥,如果不互斥,在仿真运行时会产生warning此时当case表达式被解析时,选择分支只能有一个分支与之匹配。

【示例】 

【仿真结果】 

示例中,当有多个选择分支匹配时,此时工具会给出warning消息。并且从结果也可以看出此时将会匹配第一个匹配的选择分支执行。示例中是有多个分支选择同时成立,那么如果case表达式中出现了选择分支中没有匹配的选项时,结果又会如何运行呢?

【示例】

【仿真结果】 

示例中,当选择分支没有和case表达式匹配的选项时,此时输出将保持上一次匹配时的输出值,与此同时,工具会给出warning消息,提示此时出现了不匹配情况。

从上述示例可以看出来,使用unique时,当出现以下两种情况时,将会给出warning信息:

  • 多个分支表达式与case表达式匹配,此时会执行第一次分支匹配;

  • 所有的分支表达式不能与case表达式匹配,此时会输出上一次匹配时的输出;

所以,如果在代码中使用unique,我们必须对log文件进行检查。SystemVerilog2012版本之后又增加unique0,此时当出现所有的分支表达式不能与case表达式匹配,此时不会产生任何warning,输出保持上一次匹配时的输出。

【示例】 

仿真结果

通过示例仿真结果可以看出,使用unique0后,当分支表达式与case表达式不匹配时并不会产生warning,但是当同时存在多个匹配项时,仍会产生warning

除此之外,还存在priority,表示设计人员期望按照分支表达式出现的顺序进行匹配,下面我们示例说明priority

2 priority case

priority表示设计者认为分支表达式中至少存在一个与case表达式匹配,并且当有多个分支匹配时,这些分支出现的顺序很重要。

格式如下:

【示例】
【仿真结果】

当分支表达式与case表达式不匹配时,此时使用priorityunique类似,会产生对应的warning消息,仿真结果也会保持上一次匹配的结果。

【示例】

【仿真结果】

示例中,当存在多个分支匹配项时,仅有第一次匹配执行,并且此时仿真工具不会产生任何warning消息,因为此时工具认为设计的意图就是执行第一次匹配的分支。

综上示例,我们可以得到下表;

关键字

多分支同时匹配case表达式

所有分支与case表达式不匹配

unique

Warning

Warning

unique0

Warning

不产生任何消息,保持上一次匹配结果

priority

执行第一次匹配

Warning

在SystemVerilog中引入这些关键字,主要是向工具表达设计的意图,指导EDA工具按照设计的意图对代码进行综合处理。

这里需要注意,unique和priority不仅可以用于case结构,也可以用于if...else...结构,但是用于if...else...结构时,unique和prioirty必须出现在第一个分支的if关键字前即可。”



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发布于 2022-10-15 21:58 山西

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