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FPGA经验谈系列文章——写代码心中要有电路?

• 前言
• 心中无需电路的情况
• 心中有电路的情况
• 总结

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前言

很早很早以前，我就从无数个帖子中看到一些这样的论述。例如“verilog是一个硬件描述语言，写代码的时候心中要知道其对应的电路是什么”，工作的前面几年，我完全不理解为什么会有这样的论述，我verilog代码写的好好的，功能也能实现，根本不需要在意什么电路之类的。工作久了之后，慢慢才发现这句话还是有一定的道理，慢慢有一点领悟了吧。

心中无需电路的情况

并不是什么情况下都需要心中有电路，只要心中有逻辑，那么就可以完成大部分的工作。在很多情况下，我们的FPGA容量还是足够的，以及你需要做的是在FPGA上做一个算法实现。算法理解了，时序理顺了，逻辑跑通了，也就OK了。
我的第一份工作就是算法实现的任务较多，而FPGA的资源绰绰有余，时钟频率也不算高。因此从来只关心算法有没有正确表达，逻辑对不对等等。

心中有电路的情况

慢慢的，随着对FPGA深入的理解，会看看FPGA的一些器件手册，用户手册，包括它资源的构成。
FPGA的资源就像一个大型迷宫，整整齐齐排列在那里，需要综合布局布线来将这些资源链接起来。

刚入门FPGA的写法：

reg [99:0]shift=0;
always @(posedge i_clk)
	shift <= {shift[98:0],shift_in};

工作1-6年的写法：

reg [99:0]shift;
always @(posedge i_clk or nedege i_rst_n)
	if(~i_rst_n)
		shift <= 0;
	else
		shift <= {shift[98:0],shift_in};

现在的写法：

reg [99:0]shift=0;
always @(posedge i_clk)
	shift <= {shift[98:0],shift_in};

转了一圈，工作十年的写法又跟刚入门的写法变成一样的了，似乎又回到了原点。虽然又回到了原点，到时此时和彼时这么写理由是不一样的。

1、刚入门的时候，就是为了写一个移位寄存器的功能
2、工作后，套用了固定的模板，似乎每个always块都这样 “always @(posedge i_clk or nedege i_rst_n)“，比较规范，整洁。仿真的时候也方便
3、自从心中有所谓的电路后，慢慢的我又回到了最简单的写法了。

我们来分析一下这两种写法到底有什么区别：
1、功能上，加了异步复位的，会进行复位操作。没有加异步复位的，直接进行移位。功能上没有什么差别。
2、但资源利用的差别就大了。

。。。。。未完待续

总结

想要追求更高质量的设计，例如利用率更高，时钟频率更高，那心中还是需要有一些电路的概念的，每一个语句会综合出一些什么，涉及什么基础单元。但对于刚入门或者工作不久的同学来说，不要太在意这句话，暂时不理解不要紧，先把任务完成再说。但我觉得也不能过度追求高利用率导致可读性变得很差，毕竟代码是要给人看的，而且大的工程几乎都不可能做到完全心中有电路，只能是在前仿真完成后，经过综合器综合，然后在显示的综合RTL图中针对性的去优化。

标签：FPGA,心中,经验谈,shift,电路,always,写法
来源： https://blog.csdn.net/gzy0506/article/details/121505163