No Verilog, o bloco sempre é um dos blocos procedimentais. As instruções dentro de um bloco Always são executadas sequencialmente.

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Um bloco sempre sempre é executado, diferentemente dos blocos iniciais que são executados apenas uma vez no início da simulação. O bloco Always deve ter uma lista sensível ou um atraso associado a ele

A lista sensível é aquela que informa ao bloco Always quando executar o bloco de código.

Sintaxe

O Verilog sempre bloqueie a seguinte sintaxe

 always @ (event) [statement] always @ (event) begin [multiple statements] end 

Exemplos

O símbolo @ após a palavra reservada sempre , indica que o bloco será acionado no a condição entre parênteses após o símbolo @.

 always @ (x or y or sel) begin m = 0; if (sel == 0) begin m = x; end else begin m = y; end end 

No exemplo acima, descrevemos um mux 2:1, com entradas x e y. O esse é a entrada selecionada e eu é a saída do mux.

Em qualquer lógica combinacional, a saída muda sempre que a entrada muda. Quando esta teoria é aplicada a blocos sempre, então o código dentro dos blocos sempre precisa ser executado sempre que as variáveis ​​de entrada ou saída mudam.

NOTA: Ele pode controlar tipos de dados reg e inteiros, mas não pode controlar tipos de dados de conexão.

Existem dois tipos de lista sensível no Verilog, como:

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1. Sensível ao nível (para circuitos combinacionais).
2. Sensível à borda (para flip-flops).

O código abaixo é o mesmo mux 2:1, mas a saída eu agora é uma saída flip-flop.

 always @ (posedge clk ) if (reset == 0) begin m <= 0; end else if (sel="=" 0) begin m <="x;" pre> <h4>NOTE: The always block is executed at some particular event. A sensitivity list defines the event.</h4> <h3>Sensitivity List</h3> <p>A sensitivity list is an expression that defines when the always block executed, and it is specified after the @ operator within the parentheses ( ). This list may contain either one or a group of signals whose value change will execute the always block.</p> <p>In the code shown below, all statements inside the always block executed whenever the value of signals x or y change.</p> <pre> // execute always block whenever value of &apos;x&apos; or &apos;y&apos; change always @ (x or y) begin [statements] end </pre> <p> <strong>Need of Sensitivity List</strong> </p> <p>The always block repeats continuously throughout a simulation. The sensitivity list brings a certain sense of timing, i.e., whenever any signal in the sensitivity list changes, the always block is triggered.</p> <p>If there are no timing control statements within an always block, the simulation will hang because of a zero-delay infinite loop.</p> <p>For example, always block attempts to invert the value of the signal clk. The statement is executed after every 0-time units. Hence, it executes forever because of the absence of a delay in the statement.</p> <pre> // always block started at time 0 units // But when is it supposed to be repeated // There is no time control, and hence it will stay and // be repeated at 0-time units only and it continues // in a loop and simulation will hang always clk = ~clk; </pre> <p>If the sensitivity list is empty, there should be some other form of time delay. Simulation time is advanced by a delay statement within the always construct.</p> <pre> always #10 clk = ~clk; </pre> <p>Now, the clock inversion is done after every 10-time units. That&apos;s why the real Verilog design code always requires a sensitivity list.</p> <h4>NOTE: Explicit delays are not synthesizable into logic gates.</h4> <h3>Uses of always block</h3> <p>An always block can be used to realize combinational or sequential elements. A sequential element like flip flop becomes active when it is provided with a clock and reset.</p> <p>Similarly, a combinational block becomes active when one of its input values change. These hardware blocks are all working concurrently independently of each other. The connection between each is what determines the flow of data.</p> <p>An always block is made as a continuous process that gets triggered and performs some action when a signal within the sensitivity list becomes active.</p> <p>In the following example, all statements within the always block executed at every positive edge of the signal clk</p> <pre> // execute always block at the positive edge of signal &apos;clk&apos; always @ (posedge clk) begin [statements] end </pre> <h3>Sequential Element Design</h3> <p>The below code defines a module called <strong> <em>tff</em> </strong> that accepts a data input, clock, and active-low reset. Here, the always block is triggered either at the positive edge of the <strong> <em>clk</em> </strong> or the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>1. The positive edge of the clock</strong> </p> <p>The following events happen at the positive edge of the clock and are repeated for all positive edge of the clock.</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <ul> <li>If <strong> <em>rstn</em> </strong> is zero, then output q should be reset to the default value of 0.</li> <li>If <strong> <em>rstn</em> </strong> is one, then it means reset is not applied and should follow default behavior.</li> </ul> <p> <strong>Step 2:</strong> If the previous step is false, then</p> <ul> <li>Check the value of d, and if it is found to be one, then invert the value of q.</li> <li>If d is 0, then maintain value of q.</li> </ul> <pre> module tff (input d, clk, rstn, output reg q); always @ (posedge clk or negedge rstn) begin if (!rstn) q <= 0; else if (d) q <="~q;" end endmodule pre> <p> <strong>2. Negative edge of reset</strong> </p> <p>The following events happen at the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> . At the negative edge of the signal, its value is 0.</p> <ul> <li>If the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 0, then it means reset is applied, and output should be reset to the default value of 0.</li> <li>And if the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 1, then it is not considered because the current event is a negative edge of the <strong> <em>rstn</em> </strong> .</li> </ul> <h3>Combinational Element Design</h3> <p>An always block can also be used in the design of combinational blocks.</p> <p>For example, the digital circuit below represents three different logic gates that provide a specific output at signal o.</p> <img src="//techcodeview.com/img/verilog-tutorial/39/verilog-always-block.webp" alt="Verilog Always Block"> <p>The code shown below is a module with four input ports and a single output port called o. The always block is triggered whenever any of the signals in the sensitivity list changes in value.</p> <p>The output signal is declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> in the module port list because it is used in a procedural block. All signals used in a procedural block should be declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> .</p> <pre> module combo (input a, input b, input c, input d, output reg o); always @ (a or b or c or d) begin o <= ~((a & b) | (c^d)); end endmodule < pre> <p>The signal o becomes 1 whenever the combinational expression on the RHS becomes true. Similarly, o becomes 0 when RHS is false.</p> <hr></=></pre></=></pre></=>

Lista de necessidade de sensibilidade

O bloco sempre se repete continuamente durante uma simulação. A lista de sensibilidade traz uma certa sensação de temporização, ou seja, sempre que algum sinal na lista de sensibilidade muda, o bloco sempre é acionado.

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Se não houver instruções de controle de tempo dentro de um bloco Always, a simulação irá travar devido a um loop infinito com atraso zero.

Por exemplo, sempre bloqueie as tentativas de inverter o valor do sinal clk. A instrução é executada a cada unidade de tempo 0. Portanto, ele é executado para sempre devido à ausência de atraso na instrução.

 // always block started at time 0 units // But when is it supposed to be repeated // There is no time control, and hence it will stay and // be repeated at 0-time units only and it continues // in a loop and simulation will hang always clk = ~clk; 

Se a lista de sensibilidade estiver vazia, deverá haver alguma outra forma de atraso. O tempo de simulação é avançado por uma instrução de atraso dentro da construção Always.

 always #10 clk = ~clk; 

Agora, a inversão do relógio é feita a cada 10 unidades de tempo. É por isso que o código de design real do Verilog sempre requer uma lista de sensibilidade.

NOTA: Atrasos explícitos não podem ser sintetizados em portas lógicas.

Usos do bloco sempre

Um bloco sempre pode ser usado para realizar elementos combinacionais ou sequenciais. Um elemento sequencial como o flip-flop torna-se ativo quando recebe um relógio e um reset.

Da mesma forma, um bloco combinacional torna-se ativo quando um dos seus valores de entrada muda. Todos esses blocos de hardware funcionam simultaneamente, independentemente uns dos outros. A conexão entre cada um é o que determina o fluxo de dados.

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Um bloqueio sempre é feito como um processo contínuo que é acionado e executa alguma ação quando um sinal dentro da lista de sensibilidade se torna ativo.

No exemplo a seguir, todas as instruções dentro do bloco sempre são executadas em cada borda positiva do sinal clk

 // execute always block at the positive edge of signal 'clk' always @ (posedge clk) begin [statements] end 

Projeto de elementos sequenciais

O código abaixo define um módulo chamado aff que aceita entrada de dados, relógio e reinicialização ativa-baixa. Aqui, o bloco sempre é acionado na borda positiva do clique ou a borda negativa de primeiro .

1. A borda positiva do relógio

Os eventos a seguir acontecem na transição positiva do relógio e são repetidos em todas as bordas positivas do relógio.

Passo 1: Primeiro, a instrução if verifica o valor do reset ativo-baixo primeiro .

• Se primeiro for zero, então a saída q deverá ser redefinida para o valor padrão de 0.
• Se primeiro for um, significa que a redefinição não foi aplicada e deve seguir o comportamento padrão.

Passo 2: Se o passo anterior for falso, então

• Verifique o valor de d e, se for um, inverta o valor de q.
• Se d for 0, então mantenha o valor de q.

 module tff (input d, clk, rstn, output reg q); always @ (posedge clk or negedge rstn) begin if (!rstn) q <= 0; else if (d) q <="~q;" end endmodule pre> <p> <strong>2. Negative edge of reset</strong> </p> <p>The following events happen at the negative edge of <strong> <em>rstn</em> </strong> .</p> <p> <strong>Step 1:</strong> First, if statement checks the value of active-low reset <strong> <em>rstn</em> </strong> . At the negative edge of the signal, its value is 0.</p> <ul> <li>If the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 0, then it means reset is applied, and output should be reset to the default value of 0.</li> <li>And if the value of <strong> <em>rstn</em> </strong> is 1, then it is not considered because the current event is a negative edge of the <strong> <em>rstn</em> </strong> .</li> </ul> <h3>Combinational Element Design</h3> <p>An always block can also be used in the design of combinational blocks.</p> <p>For example, the digital circuit below represents three different logic gates that provide a specific output at signal o.</p> <img src="//techcodeview.com/img/verilog-tutorial/39/verilog-always-block.webp" alt="Verilog Always Block"> <p>The code shown below is a module with four input ports and a single output port called o. The always block is triggered whenever any of the signals in the sensitivity list changes in value.</p> <p>The output signal is declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> in the module port list because it is used in a procedural block. All signals used in a procedural block should be declared as type <strong> <em>reg</em> </strong> .</p> <pre> module combo (input a, input b, input c, input d, output reg o); always @ (a or b or c or d) begin o <= ~((a & b) | (c^d)); end endmodule < pre> <p>The signal o becomes 1 whenever the combinational expression on the RHS becomes true. Similarly, o becomes 0 when RHS is false.</p> <hr></=></pre></=>