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关于 Verilog 中“禁止语句”的详细培训讲解**，结合可综合设计与仿真行为的角度，深入讲解 Verilog 中的“禁止类语句”（即综合时应避免或仅用于仿真的语句）：
一、Verilog 中的“禁止语句”概念
所谓“禁止语句”（或说非综合语句），是指 不能被综合工具（如 Vivado、Quartus、Synplify）综合到门级电路中，仅用于仿真或调试目的的语法结构。使用这些语句不会被转换为实际的逻辑门或触发器电路。
这些语句一般包括：
- 延迟控制语句（
#） - 系统任务与函数（如
$display,$finish,$stop,$time） - 初始化行为（
initial块中不可综合的内容） - 文件操作（如
$readmemh,$fopen,$fdisplay等）
二、常见禁止语句汇总
| 类别 | 示例 | 用途 | 是否可综合 |
|---|---|---|---|
| 延迟控制 | #10 a = 1'b1; | 仿真中添加时间延迟 | ❌ 禁止综合 |
| 时间函数 | $time, $stime | 获取当前仿真时间 | ❌ 禁止综合 |
| 显示输出 | $display, $monitor, $write | 打印调试信息 | ❌ 禁止综合 |
| 仿真控制 | $stop, $finish | 控制仿真结束 | ❌ 禁止综合 |
| 文件操作 | $readmemh, $fwrite, $readmemb | 读取或写入文件数据 | ❌ 禁止综合 |
initial中行为 | initial a = 1'b0; | 初始化变量（综合视角中不能使用） | ❌ 一般禁止（除 LUT 初始化等特例） |
三、为什么这些语句被禁止综合？
原因：
- 没有对应硬件结构：比如
#10是等待 10 单位时间，但实际硬件中没有“等待器”这种逻辑。 - 属于软件行为：如
$display是“调试信息打印”，与硬件结构完全无关。 - 在综合工具中没有实现路径：工具会忽略或直接报错，无法映射为电路。
✅ 四、仿真专用 vs 综合可用
| 类型 | 说明 | 示例 | 建议 |
|---|---|---|---|
| 仿真专用语句 | 不用于硬件生成，仅供行为验证使用 | $display, #10, $stop | ✅ 用于 testbench 中 |
| 综合语句 | 可综合映射为门电路/触发器 | always @(posedge clk), if, case, assign | ✅ 用于设计模块 |
| 条件允许语句 | 在特定上下文可用 | initial begin $readmemh(...) end | ✅ 在初始化 BRAM 时使用 |
五、典型错误示例与修正建议
示例 1：使用 #10 延迟
always @(posedge clk) begin#10 a = 1; // ❌ 错误：不能综合
end
✅ 改为：
always @(posedge clk) begina <= 1; // 正确：同步逻辑
end
示例 2：使用 $display
always @(posedge clk) beginif (a == 1) $display("a is 1"); // ❌ 错误：调试语句
end
✅ 改为（若要调试）：
// 在 testbench 文件中使用 $display，而不要在 RTL 代码中用
示例 3：初始化 ROM 内容
reg [7:0] rom[0:255];
initial begin$readmemh("rom_init.hex", rom); // ✅ 仅用于仿真或特殊综合支持（如 BRAM）
end
✅ 注意：
- Vivado 可以综合该
initial行为并映射为初始化的 ROM。 - 需要
readmemh形式正确，ROM 不能是组合逻辑。
六、如何定位禁止语句？
综合工具一般会给出如下错误或警告提示：
- Vivado:
Cannot synthesize non-constant delay expression - Quartus:
Unsupported system task or function - Synplify:
Unsupported delay control #
建议做法：
- 在 RTL 中使用严格的时序风格（同步时序 + 异步复位）
- 所有调试、打印、文件操作，全部在 testbench 中完成
- 利用
ifdef SYNTHESIS屏蔽仿真语句
示例：
`ifndef SYNTHESIS$display("Debug Message");
`endif
七、总结
| 内容分类 | 是否可综合 | 典型例子 |
|---|---|---|
| 行为级仿真语句 | ❌ 不可综合 | $display, #, $stop, initial a=1 |
| 初始化内存 | 有条件 ✅ | $readmemh（ROM 初始化时） |
| 可综合语句 | ✅ | always @(posedge clk), assign, case, if, FSM |