问题

今天在做一个小设计的时候遇到一个问题，设计的目的是实现串行计算2的补码，用mealy型状态机实现：

在rtl coding时如果组合逻辑输出用这样的写法，仿真就会报错

这里modelsim卡在循环了，看进一步的描述

这里解释了原因是产生了组合循环或者latch锁存器中有竞争条件，导致仿真器无法确定某一个仿真时刻的固定值，电路无法稳定到一个数值上。组合循环一般是由于某些组合逻辑使用了它修改的信号。

其实就是组合逻辑的输出（即门之间没有寄存器的逻辑部分）被反馈到该组合逻辑的输入而没有中间寄存器。这种设计需要避免，我的目的是对输入进行反转，因此不能像时序逻辑设计那样写代码。

解决方案

改变代码后便可以通过测试了

 1 module top_module (
 2     input clk,
 3     input areset,
 4     input x,
 5     output z
 6 ); 
 7     reg state,nstate;
 8     reg zr;
 9     parameter s0=1'b0,s1=1'b1;
10     
11     always@(posedge clk or posedge areset)begin
12         if(areset)begin
13             state <= s0;
14         end
15         else begin
16             state <= nstate;
17         end
18     end
19     
20     always@(*)begin
21         case(state)
22             s0:nstate=x?s1:s0;
23             s1:nstate=s1;
24             default:nstate=s0;
25         endcase
26     end
27     
28     always@(*)begin
29         if(state==s0 && x==1)begin
30             zr=1;
31         end
32         else if(state==s1)begin
33             zr=~x;
34         end
35         else begin
36             zr=0;
37         end
38     end
39     
40     assign z= zr;
41     
42 endmodule

这里仅仅改动了这一部分

参考资料

https://support.xilinx.com/s/question/0D52E00006hpWLASA2/what-is-combinational-loop-?language=en_US

https://blog.csdn.net/weixin_43755290/article/details/104656467