1 function中的automatic VS static

在SV/Verilog中的的function声明动态automatic使用场景； automatic关键字主要是用于解决递归调用和并发执行时候的变量存储问题；首先可综合与不可综合等是和这个automatic关键字是没有关系的；该关键字只是用于跑仿真时的函数体变量存储位置情况；

1.0 关键特性对比

存储类型：Auto: 动态分配栈存储 Static：静态存储--类似全局变量；递归支持：Auto:支持 Static：不支持并发调用安全：线程安全； Static：可能数据竞争初始化行为：每次调用独立初始化； Static：保持上次调用状态典型应用场景：递归/冲入调用； Static:状态保持的计算；

1.1 可综合function

原则：可综合function一般是只能综合成纯组合逻辑；因此： 1.仅包含纯计算逻辑； 2.不包含时序语句（综合和仿真的时序语句：@(posedge),wati,#delay等） 3.不包含时序控制语句；

好的实践：

// 标注可综合属性
(* synthesize *)
function automatic checksum;
	input xxx;
	input xxx;
	
	return checksum;

endfunction

1.2 使用场景

必须使用auto情况： 1.函数会被多个并行进程调用； 2.需要保证每次调用独立性的计算逻辑；使用Static情况： 1.需要保持调用间状态的计算； 2.对仿真性能要求高的简单计算；

1.3 Demo

1.递归函数调用

// 计算阶乘的递归函数
function automatic integer factorial;
    input integer n;
    if (n <= 1)
        factorial = 1;
    else 
        factorial = n * factorial(n-1); // 递归调用
endfunction

2.在多处并行调用的函数

// 在多处并行调用的函数
function automatic int count_ones;
    input [31:0] data;
    count_ones = 0;
    for (int i=0; i<32; i++)
        if (data[i]) count_ones++;
endfunction

fork
	a_out	= count_ones(a_in);  // 可能同时多处调用
    b_out 	= count_ones(b_in);
join

1.4 小结

automatic函数会占用更多内存，因为每次调用都会创建新的变量副本；
SystemVerilog中默认所有函数都是automatic的；
在Verilog-2001中需要显式声明automatic；当需要递归调用、并行安全或独立变量存储时使用automatic函数，简单无状态的操作使用普通函数即可。

2 不适用异步复位或完全不适用复位的场景及优势

一般来说这不使用异步复位，是需要特别关注的，否则真的是把握不住，容易出问题 但是经常会在IP上看到过，比如S家，C家和ARM的IP就经常会遇到；

2.1 适用场景

2.1.1 数据通路寄存器

// 流水线中间级寄存器，不需要复位
always @(posedge clk) 
    data_stage2 <= data_stage1; // 仅时钟驱动

2.1.2 时钟使能控制的寄存器

// 仅通过时钟使能控制
always @(posedge clk) begin
    if (clk_en) 
        data_reg <= new_data;  // 不需要复位
end

2.1.3 状态保持寄存器

(* no_reset *) 
reg [3:0] history;  // 历史记录寄存器
always @(posedge clk) begin
    history <= {history[2:0], current_bit};
end

// 通过初始化赋值实现状态机复位（FPGA适用）
logic [3:0] state = 4'b0001;  // 初始状态
always_ff @(posedge clk) begin
    state <= next_state;
end

2.2 收益

1.时序收敛减少复位信号带来的布线压力，消除复位释放的恢复时间（Recovery/Removal）检查；时序裕量提升10-15%； 2.面设优化减少复位树缓冲器（Buffer）和时钟门控单元； 3.功耗降低复位网络通常具有高负载，去除后可降低动态功耗； 3.减少复位毛刺引发的亚稳态

3.7 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape