Verilog 中的 x 和 z 值究竟代表什么？

Question

Verilog 标准定义了四种类型的位值：0、1、x 和 z，其中 0 表示低，1 表示高，x 表示未知，z 表示未驱动网络。

几个问题：

x是否表示我们不知道该值是0还是1？ 0 或 1 或 z？或者该值只是未知的，可以是 0、1 或 z 以外的其他值？
由于 z 表示未驱动的网络，reg 类型可以有 z 位吗？如果是，那是什么意思？

Answer 1

通常情况下，x 表示我们不知道该值是 0 还是 1。我想它也可能包括 z。我认为它除了 0/1/z 之外没有任何意义。

x 在仿真中通常意味着信号未初始化为 0 或 1。如果您正在为没有复位的触发器建模，这很常见。

x 的另一个常见原因是网络由多个驱动程序驱动（争用）。如果一个驱动0，另一个驱动1，结果就是x。

是的，reg 可以有值 z。对 reg 使用程序分配是很常见的。这是一个三态驱动程序的简单示例：

module tb;

reg en = 0;
reg out;

always @* out = en ? 1 : 'z;

initial begin
    $monitor($time, " en=%b out=%b", en, out);
    #5 en = 1;
    #5 en = 0;
    #5 $finish;
end

endmodule

打印：

               0 en=0 out=x
               5 en=1 out=1
              10 en=0 out=z

这也可以使用连续赋值来建模：

wire out = en ? 1 : 'z;

在这两种情况下（reg 和 wire），z 的意思相同。

Answer 2

值 X 有多种含义，具体取决于您指的是哪种信号以及它如何获得该值。

对于具有 4 态数据类型的变量，X 是默认的初始状态，这意味着它的值为未知并且有可能成为任何价值。这是一个符号状态，因为真实硬件在任何特定时间点都将处于特定状态 0 或 1。您还可以将变量赋给值 X，因为某些操作您 不关心 它的值是什么，或者想认为该操作是非法的。综合工具在优化逻辑时使用无关信息，它会产生确定性逻辑。

网络的值是一个或多个驱动程序或连续分配的分辨率函数。内置的网络类型通过查看驱动强度来解决多个驱动程序，最高强度获胜。当驱动 0 和 1 的相等强度之间存在冲突时，wire 将使用 X 值解决冲突。没有任何力量被称为Z状态。

可以为变量分配 X 或 Z 状态，并让该值通过连续分配驱动网络。如果用更强的强度驱动电线，则以该强度值为准。

Verilog 中的 x 和 z 值究竟代表什么？

What exactly do x and z values represent in Verilog?

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