'if'vs'when'用于制作多路复用器

Question

我被告知使用'when'语句来制作多路复用器但不使用'if'语句，因为它会导致时序错误...... 我不明白这个...... 那么'if'和'when'之间有什么区别？他们在硬件中映射到同一个东西吗？

Answer 1

好的，我们先讨论一下if和when语句之间的区别：

• 两者都称为数据流设计元素。

何时陈述

• 并发陈述
• 未在流程中使用，仅在架构中使用，因为流程是顺序执行

if statement

• 顺序陈述
• 在流程中使用，因为它是顺序语句，而不是在流程外使用

而且你知道多路复用器是一个不需要进程块的组件，因为它的行为不会随着输入的变化而改变，因此它将是外部进程，所以你必须使用when语句来编写它，因为它是并发语句..如果你用if语句写它，可能会发生计时错误。此外，所有参考文献和Xilinx帮助（如果您使用的是Xilinx）都在使用when语句写入多路复用器块而不是语句

参考：Digital Design Priciples & Practices, John F. Wakerly, 3rd Edition

Answer 2

见这些：

• VHDL concurrent statements，其中包含when。
• VHDL sequential statements，其中包含if。

基本上，if是顺序的，when是并发的。它们不会在硬件中映射到同一个东西...... This page在底部描述了合成if语句所需的一些特殊注意事项。

Answer 3

两种编码风格都完全有效。

让我们回顾一些元素。从HDL开始，合成分两个主要步骤完成：

1. 首先，分析VHDL以检测 RTL模板（包括RTL元素：触发器，算术表达式，多路复用器，控制逻辑）。我们说这些元素是“不可信的”（即你必须使用正确的模板进行编码以获得你最初想要的东西。你必须想象在编码之前这些元素是如何连接的）。
2. 第二步是真正的逻辑综合，它考虑了特定的目标技术参数（可用的门类型，时序，面积，功率）。

这两个步骤清楚地将RTL功能需求（转向逻辑，计算）与技术突发事件（时间等）分开。

让我们回到第一步（RTL）：

关于多路复用器，可以使用多种编码方式：

• 使用并发分配：

  y＆lt; = a1当cond1时其他a2当cond2 else cond3;

• 在流程中使用if语句：

  处理（A1，A2，A3，COND1，COND2） 开始     if（cond1）然后       Y'LT; = A1;     elsif（cond2）然后       Y'LT = A2;     其他       Y'LT; = A3;     万一; 端;

• 使用其他并发作业 形式，适合通用 description：如果sel是整数 和muxin一系列信号，然后：

  muxout＆lt; = muxin（sel）; - 将推断出多路复用器

请注意，3种编码样式始终有效。还要注意它们比简单多路复用器“多一点”，因为编码风格强制存在优先级编码（如果elsif，则为else），这不是简单的基于方程的多路复用器的情况，实际上是对称的。

• 使用案例陈述

  处理（A1，A2，A3，COND1，COND2）     变量cond：std_logic（1 downto 0）;     开始       cond：= cond2＆amp; COND1;       案件cond是            当“01”=＆gt; y＆lt; = a1;            当“10”=＆gt; y＆lt; = a2;            当其他人=＆gt; Y'LT; = A3;       结束案例;     端;

• 使用select语句（在我们的 例如，两个并发的分配 需要）：

  sel＆lt; = cond2＆amp; COND1; 用sel SELECT     y＆lt; = a1 WHEN“01”，          a2当“10”时，          a3其他人;

最后一点是关于抽象的兴起，即使对于RTL设计：合成器现在已经非常成熟。例如，看看LEON2开源处理器的Jiri Gaisler编码样式，以及他的编码样式（see here）。他从经典书籍中采用了一种非常不同的方法，但却非常有效。

您应该始终了解RTL合成器将推断出什么。

相反，行为综合允许您（部分地）忘记合成器将推断的内容。但这是另一个故事。