文章目录
01. 前言02. 完成的 Test bench 文件结构
03. 时钟激励设计
时钟激励产生方法一时钟激励产生方法二时钟激励产生方法三时钟激励产生方法四04. 复位信号设计
复位信号产生方法一复位信号产生方法二复位信号产生方法三05. 双向信号设计
双向信号描述一双向信号描述二06. 特殊信号设计
特殊激励信号产生描述一特殊激励信号产生描述二特殊激励信号产生描述三07. 仿真控制语句及系统任务描述
仿真控制语句及系统任务描述
仿真终端显示描述文本输入方式08. 总结
01,前言
Verilog测试平台是一个例化的待测（MUT）模块，重要的是给它施加激励并观测其输出。逻辑模块与其对应的测试平台共同组成仿真模型，应用这个模型可以测试该模块能否符合自己的设计要求。
编写TESTBENCH的目的是为了对使用硬件描述语言设计的电路进行仿真验证，测试设计电路的功能、性能与设计的预期是否相符。通常，编写测试文件的过程如下：
产生模拟激励（波形）；将产生的激励加入到被测试模块中并观察其响应；将输出响应与期望值相比较。02,完成的Test bench文件结构
通常，一个完整的测试文件其结构为
module Test_bench();//通常无输入无输出信号或变量声明定义逻辑设计中输入对应reg型逻辑设计中输出对应wire型使用initial或always语句产生激励例化待测试模块监控和比较输出响应endmodule03,时钟激励设计
下面列举出一些常用的封装子程序， 这些是常用的写法， 在很多应用中都能用到。
3.1,时钟激励产生方法一
50%占空比时钟
代码语言：javascript复制parameter ClockPeriod=10;
initial
begin
clk_i=0;
forever
#(ClockPeriod/2) clk_i=~clk_i;
end3.2,时钟激励产生方法二
50%占空比时钟
代码语言：javascript复制initial
begin
clk_i=0;
always #(ClockPeriod/2) clk_i=~clk_i;
end3.3,时钟激励产生方法三：
产生固定数量的时钟脉冲
代码语言：javascript复制initial
begin
clk_i=0;
repeat(6)
#(ClockPeriod/2) clk_i=~clk_i;
end3.4,时钟激励产生方法四
产生非占空比为50%的时钟
代码语言：javascript复制initial
begin
clk_i=0;
forever
begin
#((ClockPeriod/2)-2) clk_i=0;
#((ClockPeriod/2)+2) clk_i=1;
end
end
04,复位信号设计4.1,复位信号产生方法一
异步复位
代码语言：javascript复制
begin
rst_n_i=1;
#100;
rst_n_i=0;
#100;
rst_n_i=1;
end4.2,复位信号产生方法二
同步复位
代码语言：javascript复制
begin
rst_n_i=1;
@（negedge clk_i)
rst_n_i=0;
#100; //固定时间复位
repeat(10) @（negedge clk_i); //固定周期数复位
@（negedge clk_i)
rst_n_i=1;
end
4.3复位信号产生方法三
复位任务封装
代码语言：javascript复制
input [31:0] reset_time; //复位时间可调，输入复位时间
RST_ING=0; //复位方式可调，低电平或高电平
begin
rst_n=RST_ING; //复位中
#reset_time; //复位时间
rst_n_i=~RST_ING; //撤销复位，复位结束
end
endtask
05,双向信号设计5.1,双向信号描述一
inout在testbench中定义为wire型变量
代码语言：javascript复制//为双向端口设置中间变量inout_reg作为inout的输出寄存，其中inout变
//量定义为wire型，使用输出使能控制传输方向
//inout bir_port;
wire bir_port;
reg bir_port_reg;
reg bi_port_oe;
assign bi_port=bi_port_oe ? bir_port_reg : 1'bz;
5.2双向信号描述二
强制force
代码语言：javascript复制//当双向端口作为输出口时，不需要对其进行初始化，而只需开通三态门
//当双向端口作为输入时，只需要对其初始化并关闭三态门，初始化赋值需
//使用wire型数据，通过force命令来对双向端口进行输入赋值
//assign dinout=(!en) din :16'hz; 完成双向赋值
initial
begin
force dinout=20;
#200
force dinout=dinout-1;
end
06,特殊信号设计6.1特殊激励信号产生描述一
输入信号任务封装
代码语言：javascript复制task i_data;
input [7:0] dut_data;
begin
@(posedge data_en); send_data=0;
@(posedge data_en); send_data=dut_data[0];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[1];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[2];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[3];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[4];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[5];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[6];
@(posedge data_en); send_data=dut_data[7];
@(posedge data_en); send_data=1;
#100;
end
endtask
//调用方法：i_data(8'hXX);
6.2特殊激励信号产生描述二
多输入信号任务封装
代码语言：javascript复制
input [7:0] a;
input [7:0] b;
input [31:0] times;
output [8:0] c;
begin
repeat(times) //等待times个时钟上升沿
@(posedge clk_i)
c=a+b; //时钟上升沿a，b相加
end
endtask
//调用方法：more_input(x,y,t,z); //按声明顺序
6.3,特殊激励信号产生描述三
输入信号产生,一次SRAM写信号产生
代码语言：javascript复制
begin
cs_n=1; //片选无效
wr_n=1; //写使能无效
rd_n=1; //读使能无效
addr=8'hxx; //地址无效
data=8'hzz; //数据无效
#100;
cs_n=0; //片选有效
wr_n=0; //写使能有效
addr=8'hF1; //写入地址
data=8'h2C; //写入数据
#100;
cs_n=1;
wr_n=1;
#10;
addr=8'hxx;
data=8'hzz;
end
Testbench中@与wait
代码语言：javascript复制
//wait语句都是使用电平触发
initial
begin
start=1'b1;
wait(en=1'b1);
#10;
start=1'b0;
end07,仿真控制语句及系统任务描述
7.1,仿真控制语句及系统任务描述
代码语言：javascript复制
$stop(n) //带参数系统任务，根据参数0,1或2不同，输出仿真信息
$finish //结束运行仿真，不可继续仿真
$finish(n) //带参数系统任务，根据参数0,1或2不同，输出仿真信息
//0:不输出任何信息
//1:输出当前仿真时刻和位置
//2:输出当前仿真时刻、位置和仿真过程中用到的memory以及CPU时间的统计
$random //产生随机数
$random % n //产生范围-n到n之间的随机数
{$random} % n //产生范围0到n之间的随机数
7.2,仿真终端显示描述
代码语言：javascript复制
/*
$monitor($time,,,"clk=%d reset=%d out=%d",clk,reset,out);
*/
$display //终端打印字符串,显示仿真结果等
/*
$display(” Simulation start ! ");
$display(” At time %t,input is %b%b%b,output is %b",$time,a,b,en,z);
*/
$time //返回64位整型时间
$stime //返回32位整型时间
$realtime //实行实型模拟时间
7.3文本输入方式
readmemb/readmemh
代码语言：javascript复制//激励具有复杂的数据结构
//verilog提供了读入文本的系统函数
$readmemb/$readmemh("<数据文件名>",<存储器名>);
$readmemb/$readmemh("<数据文件名>",<存储器名>,<起始地址>);
$readmemb/$readmemh("<数据文件名>",<存储器名>,<起始地址>,<结束地址>);
$readmemb:/*读取二进制数据，读取文件内容只能包含：空白位置，注释行，二进制数
数据中不能包含位宽说明和格式说明，每个数字必须是二进制数字。*/
$readmemh:/*读取十六进制数据，读取文件内容只能包含：空白位置，注释行，十六进制数
数据中不能包含位宽说明和格式说明，每个数字必须是十六进制数字。*/
/*当地址出现在数据文件中，格式为@hh...h,地址与数字之间不允许空白位置，
可出现多个地址*/
module
reg [7:0] memory[0:3];//声明8个8位存储单元
integer i;
initial
begin
$readmemh("mem.dat",memory);//读取系统文件到存储器中的给定地址
//显示此时存储器内容
for(i=0;i<4;i=i+1)
$display("Memory[%d]=%h",i,memory[i]);
end
endmodule
/*mem.dat文件内容
@001
AB CD
@003
A1
*/
//仿真输出为
Memory[0] = xx;
Memory[1] = AB;
Memory[2] = CD;
Memory[3] = A1;
08,总结
一个完整的设计，除了好的功能描述代码，对于程序的仿真验证是必不可少的。学会如何去验证自己所写的程序，即如何调试自己的程序是一件非常重要的事情。而RTL逻辑设计中，学会根据硬件逻辑来写测试程序，即Testbench是尤其重要的。
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