Jak uniknąć zatrzasków podczas syntezy

Chcę zaprojektować blok kombinacyjnej logiki przy użyciu VHDL, ale czasami syntezowany wynik zawiera niezamierzone zatrzaśnięcie.

Jakich wskazówek kodowania muszę przestrzegać, aby uniknąć wnioskowania syntezatora o zatrzaski?

Przykład: w małym segmencie kodu powinienem używać instrukcji if-else?

Aby uniknąć zatrzaśnięć, musisz upewnić się, że wszystkie wyjścia są przypisane we wszystkich możliwych gałęziach kodu.

na przykład,

if a = '1' then
   b(0) <= '1';
else
   b(1 downto 0) <= "00";
end if;

wygeneruje zatrzask, ponieważ w pierwszym warunku wartość b (1) nie jest określona, ​​więc kompilator zdecydował, że chcesz zachować tam poprzednią wartość b (1). Jednym ze sposobów napisania tego, który nie generowałby zatrzasku, jest:

if a = '1' then
   b <= prev_b;
   b(0) <= '1';
else
   b(1 downto 0) <= "00";
end if;

...

if rising_edge (clk)
    prev_b <= b;
end if;

Tutaj wyraźnie stwierdzasz, że b powinien zachować swoją starą wartość, a następnie zastąp b (0) nową wartością.

Innym sposobem jest podanie wartości domyślnej ba, jak w odpowiedzi @ TomiJ.

Jeśli opublikujesz kod, na którym się zatrzaskujesz, możemy pomóc Ci znaleźć konkretny powód.

Jeśli używasz procesów do logiki kombinacyjnej (i odradzam to tylko z tego powodu), upewnij się, że każda ścieżka przez proces przypisuje coś do każdego sygnału napędzanego przez proces. Żadne z wyników nie może być zależne od żadnego z wyników „ostatniego uruchomienia” procesu.

W przeciwnym razie wnioskujesz o zatrzasku, ponieważ przy następnym planowaniu procesu musi on zachować wartość sygnału, który nie otrzymał nowej wartości ostatnim razem.

Wolę zachować czysto kombinacyjną logikę jako ciągłe przypisania i używać procesów dla logiki taktowanej, wtedy nie dostaję zatrzasków.

Cztery zasady, aby uniknąć zatrzasków:

• Nie czytaj z sygnałów, do których piszesz.
• Posiadaj prawidłową listę czułości (wszystkie odczytywane sygnały powinny znajdować się na liście czułości)
• Upewnij się, że wszystkie sygnały, do których zapisujesz, są przypisane na każdej ścieżce. (na przykład: w każdej gałęzi instrukcji if-else)
• W przypadku procesów wykorzystujących zmienną należy się upewnić, że każda zmienna jest inicjowana wartością domyślną przed odczytaniem jej (w innej zmiennej lub sygnale).

Ponadto, jeśli masz kilka procesów kombinacyjnych, upewnij się, że nie tworzysz pętli.

Kilka stylów kodowania może pomóc ci przestrzegać tych zasad, na przykład styl w odpowiedzi @ TomiJ. Jak zauważa @Martin Thompson, może być lepiej unikać logiki kombinacyjnej razem. Zamiast tego umieść wszystko w taktowanym procesie.

Jak zauważyli @fbo i @Martin Thompson, musisz upewnić się, że każdemu sygnałowi sterowanemu przez proces przypisana jest pewna wartość w każdej gałęzi procesu, a wartość ta nie może zależeć od poprzedniego stanu któregoś z wyjść procesu.

Najłatwiejszym sposobem, aby to zapewnić, jest przypisanie wartości domyślnej do każdego wyjścia na samym początku procesu, na przykład (przykład z opcją fbo):

COMBO: process(a)
begin
    b <= (others => '0'); -- Assign default value to b
    if a = '1' then
        b(0) <= '1';
    else
        b(1 downto 0) <= "00";
    end if;
end process COMBO;