Question

我正在使用以下原型实现一个简单的程序计数器加法器：

module program_counter(input        enable_count,
                       input        enable_overwrite,
                       input[31:0]  overwrite_value,
                       output[31:0] out);

当使用Icarus Verilog进行模拟时，我在第一个时钟周期内获得无限循环，其中禁止重写并启用计数，因此内部寄存器由PC加法器（PC + 4）的输出提供。

我将问题简化为基本的代码片段，其中D触发器用作1位寄存器：

module register(input in, input set, output out);

    wire not_in;
    wire q0;
    wire not_q0;
    wire not_q;

    nand (q0, in, set);

    not  (not_in, in);
    nand (not_q0, not_in, set);

    nand (out, q0, not_q);
    nand (not_q, not_q0, out);

endmodule

module test;

    reg  clock;
    reg  in;
    wire out;
    wire not_out;

    xor (x_out, out, 1);                // add
    or  (muxed_out, x_out, in);         // mux

    register r(muxed_out, clock, out);

    initial
    begin
        $dumpfile("test.vcd");
        $dumpvars(0, test);

        $display("\tclock,\tin,\tout");
        $monitor("\t%b,\t%x,\t%b",
                 clock, in, out);

        #0 assign in = 1;               // erase register
        #0 assign clock = 1;

        #1 assign in = 0;
        #1 assign clock = 0;

        #2 assign clock = 1;
        #3 assign clock = 0;
        #4 assign clock = 1;
    end

endmodule

模拟卡住后，VCD输出不会显示任何状态变化。

我的猜测是，在特定的时间点，加法器不断地输入不同的值（连续添加），因此它不稳定，模拟器正在等待值被修复并卡住。

这种设计是否正确（即可以合成并且应该起作用）？

Answer 1

有一个组合循环：＆＃39;注册＆＃39;的输出。在测试中通过xor /或gate反馈回其输入。您基本上创建了ring oscillator。

如果在寄存器中添加以下代码，您可以看到这种情况：

  always @(in) $display("@%d: in = %d", $time, in);

当您运行解释器时，您会看到一堆这些：

@                   1: in = 1
@                   1: in = 0
@                   1: in = 1
@                   1: in = 0

您似乎正试图在“注册”中设置启用的锁定功能。这是你的意图吗？边沿触发触发器是同步设计中的常规做法。您需要两个背对背的锁存器才能做到这一点，但在Verilog中执行此操作的标准（并且更容易）是这样的：

reg my_flop;

always @(posedge clk)
   my_flop <= input;

如果你真的想要一个闩锁，可以这样推断（但这些往往容易出错并且通常不鼓励）：

always @(clk, input)
begin
    if (clk)
        my_flop = input;
end

您是否有理由尝试使用门手动创建这些内容？

使用Icarus Verilog模拟程序计数器设计时的无限循环

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