Verilog：下面的代码会产生竞争条件吗？

Question

我正在尝试使用 Verilog HDL 制作流水线处理器。我意识到我的代码中可能存在一些竞争条件。所以我要写一个sudo代码，想问问你里面是否有竞争条件以及如何避免它：

module A(input wire reset, input wire clock, output reg a_reg_o);
   always @(posedge clock)
   begin
      if(reset == 1'h1)
      begin
         a_reg_o = 1'h0;
      end
      else
      begin
         a_reg_o = 1'h1;
      end
   end
endmodule

module B(input wire reset, input wire clock, input a_i);
   reg b;

   always @(posedge clock)
   begin
      if(reset == 1'h1)
      begin
         b = 1'h0;
      end
      else
      begin
         if(a_i == 1'h1)
         begin
            b = 1'h1;
         end
         else
         begin
            b = 1'h0;
         end
      end
   end
endmodule

module Main(input wire reset, input wire clock);
   wire a_o;
   A a(reset, clock, a_o);
   B b(reset, clock, a_o)
endmodule

所以想象一下我触发了复位信号。在时钟的第一个上升沿之后，寄存器 a_reg_o 将为 0，模块 B 中的寄存器 b 也将为 0（尚无竞争条件）。现在我释放重置按钮并让它为负。在时钟的下一个上升沿，寄存器 a_reg_o 将为 1，但是模块 B 中的寄存器 b 呢？会不会是： 1. 零，因为它还没有看到 a_i 的变化。 2. 这取决于模块（A 和 B）的总延迟（即竞态条件）。

谢谢。

Answer 1

是的，可能存在竞争条件，因为您不知道网络 a_o 是否首先由模块 A 驱动，然后由模块 B 捕获，反之亦然。

因此，您应该为此使用非阻塞分配，因为这样可以确保无论执行哪个模块，模块 B 将始终具有之前的 net a_o 值。

您可以通过以下链接找到有关此非阻塞分配的更多信息。 http://www.sunburst-design.com/papers/CummingsSNUG2000SJ_NBA.pdf

Answer 2

这就是为什么 Verilog 中有非阻塞 (NBA) 分配。编码规则是，只要有多个进程（在这种情况下，多个always 块）访问同一个信号（a_o）同步到同一个事件（@posdege clock），其中一个进程写入，另一个进程读取，您需要使用和 NBA<= 赋值写入信号。