Lattice、Xilinx FPGA reg初始化赋值问题

一、起因

最近在开发Lattice的一款低功耗FPGA时，遇到了reg初始化复位问题，经过在网上搜寻相关资料整理如下；

二、FPGA中reg的初始化方式

1. 在定义时初始化，例如:
   reg r_test = 1'b1;

2. 在复位语句中，对reg进行赋值，例如：

   reg r_test;
   always@(posedge sys_clk) begin
   if(~sys_rst_n) begin
   r_test <= 'b0;
   end
   else begin
   //logic
   end
   end

3. initial语句初始化
   很多人认为initial语句只可以用于仿真中，不可以被综合，实际上initial语句是可以被综合的（至少在vivado中可以），比如：

   reg r_test;
   initial begin
   r_test = 'b0;
   end

三、问题

以上三种方式在Xilinx FPGA中都可以成功的对reg初始化，但是在Lattice的ICE5LP4K中，赋值方式1似乎不同，例如以下代码：

     reg             [15:0]              r_ADC_READ_NUM          = 16'd64        ;
    always @ (posedge SYS_CLK ) begin
        if( r_CMD_VALID)begin
            r_TX_BUF_RCNT	<= r_ADC_READ_NUM;
        end else if(r_TX_BUF_REN)begin
            r_TX_BUF_RCNT	<= r_TX_BUF_RCNT - 1'b1 ;
        end
        //  r_TX_BUF_RCNT_DONE	<= r_TX_BUF_RCNT == 10'd0? 1'b1 : 1'b0 ;

        r_TX_BUF_PRE	<= {r_TX_BUF_PRE[14:0] , r_CMD_VALID };
        r_TX_BUF_REN	<= r_QSPI_TN & (r_TX_BUF_PRE[13] | r_QSPI_OFF_SEL==4'd0 & s_QSPI_CLK_UP ) & r_TX_BUF_RCNT>0 ;// MCU READ 128 Byte once
    end

虽然r_ADC_READ_NUM寄存器已经通过方式1进行了初始化，但是在上板测试中r_TX_BUF_REN一直不能被拉高，最后让我不得不怀疑上了r_TX_BUF_RCNT的数值，该寄存器在r_CMD_VALID时被赋值为r_ADC_READ_NUM，结果发现r_TX_BUF_RCNT一直为0，说明r_ADC_READ_NUM 并没有被初始化，对其进行复位初始化后，系统逻辑正常运行：

always @(posedge SYS_CLK or negedge sys_nRst) begin
    if(~sys_nRst) begin
        r_ADC_READ_NUM <= 16'd64; // initial value: default 64
    end
    else begin
    end
end

四、总结

对于xilinx FPGA中，赋值方式1可以正常工作，在lattice中不 work，因此，为了避免这种情况，建议养成复位赋值的方式对reg初始化，以确保FPGA上电后reg中的数据为一个我们设定的初值。