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阻塞赋值和非阻塞赋值

news 来源：原创 2025/5/8 0:56:57

1. 阻塞赋值（Blocking Assignment）

语法：=
行为：
- 顺序执行：代码逐行执行，赋值操作会阻塞后续代码，直到当前赋值完成。
- 立即生效：赋值后的新值在当前仿真时间步即可被后续代码使用。
适用场景：
- 组合逻辑：用于描述组合逻辑（如 always @(*)），需要即时更新信号。
- Testbench中的顺序操作：在测试平台中按顺序生成激励信号。

代码示例：

always @(*) begin
    a = x;    // 立即赋值，a的值立即更新
    b = a + y; // 使用更新后的a计算b
end

2. 非阻塞赋值（Non-blocking Assignment）

语法：<=
行为：
- 并行执行：所有右侧表达式同时计算，赋值操作在当前时间步结束时统一更新。
- 保持旧值：在同一个 always 块中，后续代码仍使用赋值前的旧值。
适用场景：
- 时序逻辑：用于描述触发器或寄存器（如 always @(posedge clk），避免竞争条件。
- 跨时钟域同步：确保多个寄存器的值同步更新。

代码示例：

always @(posedge clk) begin
    a <= x;    // 计算x的值，但a在时间步结束时更新
    b <= a + y; // 使用赋值前的旧a值计算b
end

关键区别对比

特性	阻塞赋值 (`=`)	非阻塞赋值 (`<=`)
执行顺序	顺序执行，阻塞后续代码	并行执行，不阻塞后续代码
生效时机	立即生效（当前时间步）	延迟生效（时间步结束时）
适用逻辑	组合逻辑	时序逻辑
硬件映射	组合电路（如多路选择器）	时序电路（如触发器、寄存器）
竞争风险	高（可能导致仿真与综合不一致）	低（仿真行为接近实际硬件）

经典示例

示例1：交换两个值

// 阻塞赋值（顺序执行）
always @(posedge clk) begin
    a = b;   // a立即变为b的值
    b = a;   // b变为新的a值（即原b的值）
end
// 结果：a和b的值互换！

// 非阻塞赋值（并行执行）
always @(posedge clk) begin
    a <= b;  // 记录b的值，但a尚未更新
    b <= a;  // 记录a的旧值
end
// 结果：a和b的值互换！