淺談IC設計中的位寬不匹配的危害

　　01 位寬不匹配

　　Verilog編碼中，常見的位寬不匹配錯誤，有賦值左右位寬不匹配（《=，=），比較位寬（》，《，》=，《=）不匹配，計算位寬（+，-）不匹配

　　位寬不匹配會導致DC之后的網表與預期差異較大，導致功能不正確，通過spyglass lint檢測可以發現所有位寬不匹配的情況，而vcs編譯只能發現少數連線位寬不匹配的情況。

　　02 位寬不匹配的危害

　　下文以比較位寬不匹配為例，講解位寬不匹配的危害。

　　注意：

　　1）在條件判斷中（if語句），不建議使用加減后結果直接進行比較，禁止進行加減運算后與位寬不匹配的數據/變量進行比較。

　　2）拼接符號中“{}”，不允許使用加減乘除等運算，綜合類軟件無法正確判斷數據運算結果位寬。數字運算必須先通過wire指定位寬，然后通過assign得到運算結果

　　錯誤案例1

　　如下代碼，代碼本意是：當cnt0與cnt1之和大于8的時候，count加1。

　　錯誤代碼中：

　　比較數據是4’h8，此時綜合完成后的網表中，會將cnt0與cnt1之和截位成4bit，再與4’h8比較，如果cnt0與cnt1之和為5’h10000，在此會截位為4’h0000，反而小于4’h8，與預期功能不符

　　正確代碼&推薦代碼中：

　　先定義：wire ［4:0］ cnt_add ; 指定cnt_add位寬為5bit，然后assign cnt_add = （cnt0+cnt1） ;最后與5’h8比較，因為通過wire指定了位寬，所以對于各類綜合軟件而言都不會發生截位，不會發生錯誤。

　　正確代碼&不推薦中

　　直接將4’h8修改為5’h8，也避免了cnt0+cnt1累加截位，但是spyglass lint會報warning，

　　不推薦。

　　reg ［3:0］ cnt0 ;

　　reg ［3:0］ cnt1 ;

　　reg ［4:0］ count ;

　　reg ov_nc ;

　　//-------------case 1-----------------

　　//wrong code

　　always @ （posedge clk or negedge rst_n）

　　if（！rst_n）begin

　　count 《= 5‘b0 ;

　　end

　　else if（（cnt0+cnt1）》4’h8） //should be 5‘h8

　　begin

　　{ov_nc， count} 《= count +1’b1;

　　end

　　//right ，but not recommended

　　always @ （posedge clk or negedge rst_n）

　　if（！rst_n）begin

　　count 《= 5‘b0 ;

　　end

　　else if（（cnt0+cnt1）》5’h8） //should be 5‘h8

　　begin

　　{ov_nc， count} 《= count +1’b1;

　　//right code and recommended 正確且推薦

　　wire ［4:0］ cnt_add ;

　　assign cnt_add = （cnt0+cnt1） ;

　　always @ （posedge clk or negedge rst_n）

　　if（！rst_n）begin

　　count 《= 5‘b0 ;

　　end

　　else if（cnt_add 》5’h8） // （cnt0+cnt1） is 5 bits

　　begin

　　{ov_nc， count} 《= count +1‘b1;

　　end

　　錯誤案例2

　　NOTE：拼接符號中“{}”，不允許使用加減乘除等運算，綜合類軟件無法正確判斷數據運算結果位寬。數字運算必須先通過wire指定位寬，然后通過assign得到運算結果。

　　錯誤代碼中：

　　{1’b0，（cnt0+cnt1）} ，在if語句（）拼接符號中，綜合軟件無法識別（cnt0+cnt1）應該是多少bit，（cnt0+cnt1）可能會是5bit，也可能是4bit。

　　正確代碼&推薦代碼中

　　通過 wire ［4:0］ cnt_add ; assign cnt_add = （cnt0+cnt1） ; 指定了（cnt0+cnt1）之和為5bit，利用拼接符指定{1‘b0，cnt_add}為6bit，然后與6bit的cnt2比較。

　　正確代碼&不推薦中

　　通過 wire ［4:0］ cnt_add ; assign cnt_add = （cnt0+cnt1） ; 指定了（cnt0+cnt1）之和為5bit，但是直接與6bit的cnt2比較，各類綜合軟件也會正確識別位寬，不會發生截位，但是spyglass lint會報warning，雖然功能正確，但是不推薦。

　　//-------------case 2-----------------//

　　reg ［3:0］ cnt0 ;

　　reg ［3:0］ cnt1 ;

　　reg ［5:0］ cnt2 ;

　　//wrong code

　　always @ （posedge clk or negedge rst_n）

　　if（！rst_n）begin

　　count 《= 5’b0 ;

　　end

　　else if（{1‘b0，（cnt0+cnt1）}《cnt2） //

　　begin

　　{ov_nc， count} 《= count +1’b1;