[Using the Always Block] 2. Blocking, Non-Blocking 할당

• blocking , non-blocking 할당
  • non-blocking 할당
    • 코드 작성시 <= 기호 사용
    • 순차 논리 회로 구현
    • 할당 직후 업데이트 X
      • 할당 스케줄링을 사용하여 값을 업데이트
  • blocking 할당
    • 코드 작성시 = 기호 사용
    • continuous assignment 사용 시 항상 blocking 할당만 사용 가능
    • 조합 논리 회로 구현
    • 이해하기 쉽다.
      • 신호 할당 시 코드 줄이 실행되는 즉시 신호가 값을 업데이
  • procedural 블록에서는 두 가지 유형 모두 사용 가능.

Assignment Scheduling

• non-block 할당을 통해 코딩시 코드는 순차적으로 실행.
• But, 할당하는 신호는 이러한 방식으로 업데이트 X
• 트위스트 링 카운터 회로 예시
  
  

twisted ring counter

• 코드

always @(posedge clock) begin
    q_dff1 <= ~q_dff2;
    q_dff2 <= q_dff1;
end

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• 신호가 즉시 업데이트 된다면?
  • 초기값 둘 다 0b 가정
  • 2번째 줄에서 q_dff1 에 1b 업데이트
  • 3번째 줄에서 곧바로 q_dff1이 1b가 되어 q_dff2도 1b가 됨.
• 이 문제를 해결하기 위해
  • non-blocking 할당은 scheduled 할당을 사용.
    • 신호 변경은 할당 직후가 아닌 미래에 이루어지도록 예약.
      • 일반적으로 시뮬레이션 주기가 끝날 때 신호는 값을 업데이트.
• 예약 할당의 이해를 위해 이중 플립플롭 회로를 보자.
• 코드

always @(posedge clock) begin
    q_dff1 <= q_dff2;
    q_dff2 <= q_dff1;
end

• 먼저 q_dff1에 값 입력.
• 이후 원래 q_dff1의 값을 q_dff2에 입력.
  • Q(t)와 Q(t+1)의 관계.
  • 항상 Q(t)와 짝을 이루어야 함.
  • 디지털공학(2) 중간고사 틀린 내용
• 한 사이클이 끝나고, 신호에 값 업데이트
• 이후 동작 반복.

Synthesis Example

• 두 할당 비교를 위해, 트위스트 링 카운터 회로를 다시 모델링

always @(posedge clock) begin
    q_dff1 <= ~q_dff2;
    q_dff2 <= q_dff1;
end

• vivado 등을 통해 회로도를 볼 수 있다.
  
  

반응형

ring counter diagram

• 2개의 FF, NOT gate는 LUT1을 사용해 구현

 

• blocking 할당을 사용할 경우

blocking ring counter diagram

always @(posedge clock) begin
	q_dff1 = ~q_dff2;
    q_dff2 = q_dff1;
end

• 두 번째 FF 제거
  • blocking 할당은 바로 신호를 업데이트
  • 즉, 두 번째 ff은 필요가 없음.
• blocking 할당은
  • 조합 논리 회로 모델링 시에만 사용.
  • 코드 이해, 유지 관리 목적