告诉你真正的verilog执行顺序，纠正你的思路偏差

· 程序执行顺序 ·

和C/C++一类编程语言不同，HDL用于电路描述，代表着门电路和触发器的组合 。任何时刻，只要上电后，FPGA就等价于一堆数字电路，每个电路按照自己的条件执行，不会因为某个模块放在代码前面，就会先工作。这就需要设计人员，按照每个模块并行工作的思路来调整设计。这给软件开发人员入门带来了难度，但是同时也是FPGA的价值所在，正因为FPGA能够并行执行，所以很多算法和设计可以在低频时钟下高实时性，快速出结果。这是FPGA的优势，也是火起来的一个重要原因，所以希望大家好好去理解。

同时大家要明白verilog不是不能实现顺序执行，而是实现顺序执行并不像语法那么直观，最简单的顺序执行方法就是用状态机去控制每一个寄存器的跳变，C/C++编程也可以认为本质上就是大型的一个状态机，verilog要做到那样也只是做成状态机去模拟他的工作。只要是数字电路能够实现的，FPGA都可以做到。

模块内部的执行顺序比较复杂，优秀的设计中，模块内部是并行工作的，即使是begin  end语句内部，这里很多读者会问，begin  end不是串行语句块吗？下面详细解释这个问题。

begin  end之间存在阻塞赋值和非阻塞赋值2种赋值方法，如果使用不当不仅仅会出现竞争冒险，还会导致你的理解和编译器理解不一样，最终生成的电路和自己想的天差地别，导致一些难修正的错误。所以必须按照以下两条执行准则使用赋值语句：

描述组合逻辑的always块里面用阻塞式赋值

描述时序逻辑的always块里面用非阻塞赋值

在组合逻辑中，阻塞赋值只和电平有关，往往和触发边沿没有关系，可以看成是并行运行的组合逻辑电路。而时序逻辑中，非阻塞赋值是本身就是并行执行的。因此，优秀的设计，其begin end内部也是并行执行的。大家为了加深理解，可以去看看实例说明里面的例子。

· 实例说明 ·

module para_demo(clk,reset,a,b);  

input               clk;  

input               reset;  

input    [3:0]      a;  

output   [3:0]      b;  

reg      [3:0]      tempa1,tempa2,b;  

always@(posedge  clk)  

begin  

if(!reset)begin  

tempa1 <= 0;  

tempa2 <= 0;  

b <= 0;  

end  

else begin  

tempa1 <= a + 1;  

tempa2 <= tempa1 + 1;  

b      <= tempa2 + 1;      

end  

end  

endmodule  

上述代码的RTL级图如下，可以看出代码最终实现是一个3级累加结构，每级累加结构中间有一个触发器打拍。也就是说这是典型的流水线结构。每一级都在一直工作，运行顺序没有先后，但是数据到达时间有先后，处理顺序有先后。

大家再看仿真图，tempa2 并不是等到a+1的结果给到tempa1后才执行的tempa1+1，而是执行a+1的同时也在执行tempa1+1。三句累加都是同时进行，看下图就知道都是对前一个数值基础上加1。所以tempa1和tempa2相等，而不是相差1。

看此文之前请千万很熟悉verilog语法，能区分可综合，不可综合语句。