Como evitar travas durante a síntese

Quero projetar um bloco de lógica combinatória usando VHDL, mas, ocasionalmente, o resultado sintetizado contém uma trava não intencional.

Quais diretrizes de codificação eu preciso seguir para evitar que o sintetizador deduza travas?

Exemplo: no pequeno segmento de código, devo usar instruções if-else?

Para evitar travas, é necessário garantir que todas as suas saídas sejam atribuídas em todas as possíveis ramificações do código.

por exemplo,

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

geraria uma trava, porque na primeira condição, o valor de b (1) não é especificado; portanto, o compilador decidiu que você deseja manter o valor anterior de b (1) lá. Uma maneira de escrever isso que não geraria uma trava é:

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;

Aqui, você declara explicitamente que b deve reter seu valor antigo e depois substitui b (0) pelo novo valor.

Outra maneira é dar um valor padrão ba, como na resposta do @ TomiJ.

Se você publicar o código no qual está obtendo uma trava, poderemos ajudá-lo a encontrar o motivo específico.

Se você estiver usando processos para a lógica combinacional (e não aconselho isso por esse motivo), certifique-se de que todo caminho no processo atribua algo a todos os sinais que o processo conduz. Nenhuma das saídas pode depender de nenhuma das saídas da "última vez" que o processo foi executado.

Caso contrário, você deduz uma trava porque na próxima vez que o processo é agendado, ele deve manter o valor do sinal que não recebeu um novo valor da última vez.

Prefiro manter a lógica puramente combinatória como atribuições contínuas e usar processos para a lógica com clock, para que não receba travas.

Quatro regras para evitar travas:

• Não leia os sinais nos quais você escreve.
• Tenha uma lista de sensibilidade correta (todos os sinais que você lê devem estar na lista de sensibilidade)
• Verifique se todos os sinais aos quais sua gravação está atribuída em todos os caminhos. (por exemplo: em cada ramo de uma instrução if-else)
• Para processos que usam variáveis, verifique se todas as variáveis ​​foram inicializadas com um valor padrão antes de lê-las (em outra variável ou sinal).

Além disso, se você tiver vários processos combinacionais, certifique-se de não criar um loop.

Vários estilos de codificação podem ajudá-lo a seguir essas regras, por exemplo, o estilo na resposta do @ TomiJ. Como @Martin Thompson ressalta, pode ser melhor evitar a lógica combinacional todos juntos. Coloque tudo em um processo cronometrado.

Como foi apontado por @fbo e @Martin Thompson, você precisa garantir que todo sinal acionado pelo processo receba algum valor em cada ramo do processo, e esse valor não deve depender do estado anterior de nenhuma das saídas do processo.

A maneira mais fácil de garantir isso é atribuir algum valor padrão a cada saída no início do processo, por exemplo (cooptando o exemplo do 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;