如何编写testbench的总结

Question

如题所述

Answer 1

　　如何编写 testbench 的总结（非常实用的总结） 1．激励的设置 相应于被测试模块的输入激励设置为 reg 型，输出相应设置为 wire 类型，双向端口 inout 在 测试中需要进行处理。 方法 1：为双向端口设置中间变量 inout_reg 作为该 inout 的输出寄存，inout 口在 testbench 中要定义为 wire 型变量，然后用输出使能控制传输方向。 eg： inout[0:0]bi_dir_port; wire[0:0]bi_dir_port; reg[0:0]bi_dir_port_reg; regbi_dir_port_oe; assignbi_dir_port=bi_dir_port_oe?bi_dir_port_reg:1'bz; 用 bi_dir_port_oe 控制端口数据方向，并利用中间变量寄存器改变其值。等于两个模块之间 用 inout 双向口互连。往端口写（就是往模块里面输入) 方法 2：使用 force 和 release 语句，这种方法不能准确反映双向端口的信号变化，但这种方 法可以反映块内信号的变化。具体如示： moduletest(); wiredata_inout; regdata_reg; reglink; #xx;//延时 forcedata_inout=1'bx;//强制作为输入端口 ............... #xx; releasedata_inout;//释放输入端口 endmodule 从文本文件中读取和写入向量 1）读取文本文件：用$readmemb 系统任务从文本文件中读取二进制向量（可以包含输入激 励和输出期望值） 。$readmemh 用于读取十六进制文件。例如： reg[7:0]mem[1:256]//a8-bit,256-word 定义存储器 mem initial$readmemh("mem.data",mem)// 将.dat 文件读入寄存器 mem 中 initial$readmemh("mem.data",mem,128,1)// 参数为寄存器加载数据的地址始终 2）输出文本文件：打开输出文件用?$fopen 例如： integerout_file;//out_file 是一个文件描述，需要定义为 integer 类型 out_file=$fopen("cpu.data");//cpu.data 是需要打开的文件，也就是最终的输出文本 设计中的信号值可以通过$fmonitor,$fdisplay, 2.Verilog 和 Ncverilog 命令使用库文件或库目录 ex).ncverilog-frun.f-vlib/lib.v-ylib2+libext+.v//一般编译文件在 run.f 中, 库文件在 lib.v 中,lib2 目录中的.v 文件系统自动搜索 使用库文件或库目录,只编译需要的模块而不必全部编译 3．VerilogTestbench 信号记录的系统任务: 1).SHM 数据库可以记录在设计仿真过程中信号的变化. 它只在 probes 有效的时间内记录你 setprobeon 的信号的变化. ex).$shm_open("waves.shm");//打开波形数据库 $shm_probe(top,"AS");//setprobeon"top", 第二个参数:A--signalsofthespecificscrope S--Portsofthespecifiedscopeandbelow,excludinglibrarycells C--Portsofthespecifiedscopeandbelow,includinglibrarycells AS--Signalsofthespecifiedscopeandbelow,excludinglibrarycells AC--Signalsofthespecifiedscopeandbelow,includinglibrarycells 还有一个 M,表示当前 scope 的 memories,可以跟上面的结合使用,"AM""AMS""AMC" 什么都不加表示当前 scope 的 ports; $shm_close//关闭数据库 2).VCD 数据库也可以记录在设计仿真过程中信号的变化. 它只记录你选择的信号的变化. ex).$dumpfile("filename");//打开数据库 $dumpvars(1,top.u1);//scope=top.u1,depth=1 第一个参数表示深度, 为 0 时记录所有深度; 第二个参数表示 scope,省略时表当前的 scope. $dumpvars;//depth=allscope=all $dumpvars(0);//depth=allscope=current $dumpvars(1,top.u1);//depth=1scope=top.u1 $dumpoff//暂停记录数据改变,信号变化不写入库文件中 $dumpon//重新恢复记录 3).Debussyfsdb 数据库也可以记录信号的变化,它的优势是可以跟 debussy 结合,方便调试. 如果要在 ncverilog 仿真时,记录信号, 首先要设置 debussy: a.setenvLD_LIBRARY_PATHLD_LIBRARY_PATH (pathfordebpli.sofile(/share/PLI/nc_xl//nc_loadpli1)) b.whileinvokingncverilogusethe+ncloadpli1option. ncverilog-frun.f+debug+ncloadpli1=debpli:deb_PLIPtr fsdb 数据库文件的记录方法,是使用$fsdbDumpfile 和$fsdbDumpvars 系统函数,使用方法参见 VCD 注意: 在用 ncverilog 的时候,为了正确地记录波形,要使用参数:"+access+rw", 否则没有读写 权限 在记录信号或者波形时需要指出被记录信号的路径，如：tb.module.u1.clk. ??????????????????????????????????????? 关于信号记录的系统任务的说明： 在 testbench 中使用信号记录的系统任务，就可以将自己需要的部分的结果以及波形文件记 录下来（可采用 sigalscan 工具查看） ，适用于对较大的系统进行仿真，速度快，优于全局仿 真。使用简单，在 testbench 中添加： initialbegin $shm_open("waves.shm"); $shm_probe("要记录信号的路径“， ”AS“） ； ＃10000 $shm_close;即可。 4.ncverilog 编译的顺序:ncverilogfile1file2.... 有时候这些文件存在依存关系,如在 file2 中要用到在 file1 中定义的变量,这时候就要注意其 编译的顺序是 从后到前,就先编译 file2 然后才是 file2. 5.信号的强制赋值 force 首先, force 语句只能在过程语句中出现,即要在 initial 或者 always 中间. 去除 force 用 release 语句. initialbeginforcesig1=1'b1;...;releasesig1;end force 可以对 wire 赋值,这时整个 net 都被赋值; 也可以对 reg 赋值. 6．加载测试向量时，避免在时钟的上下沿变化 为了模拟真实器件的行为，加载测试向量时，避免在时钟的上下沿变化，而是在时钟的上升 沿延时一个时间单位后，加载的测试向量发生变化。如： assign#5c=a^b ?? @(posedgeclk)#(0.1*`cycle)A=1; ****************************************************************************** //testbench 的波形输出 moduletop; ... initial begin $dumpfile("./top.vcd");//存储波形的文件名和路径,一般是.vcd 格式. $dumpvars(1,top);//存储 top 这一层的所有信号数据 $dumpvars(2,top.u1);//存储 top.u1 之下两层的所有数据信号(包含 top.u1 这一层) $dumpvars(3,top.u2);//存储 top.u2 之下三层的所有数据信号(包含 top.u2 这一层) $dumpvars(0,top.u3);//存储 top.u3 之下所有层的所有数据信号 end endmodule //产生随机数,seed 是种子 $random(seed); ex:din<=$random(20); //仿真时间,为 unsigned 型的 64 位数据 $time ex: ... timecondition_happen_time; ... condition_happen_time=$time; ... $monitor($time,"dataoutput=%d",dout); ... //参数 parameterpara1=10, para2=20, para3=30; //显示任务 $display(); //监视任务 $monitor(); //延迟模型 specify ... //describpin-to-pindelay endspecify ex: modulenand_or(Y,A,B,C); inputA,B,C; outputY; AND2#0.2(N,A,B); OR2#0.1(Y,C,N); specify (A*->Y)=0.2; (B*->Y)=0.3; (C*->Y)=0.1; endspecify endmodule //时间刻度 `timescale 单位时间/时间精确度 //文件 I/O 1.打开文件 integerfile_id; file_id=fopen("file_path/file_name"); 2.写入文件 //$fmonitor 只要有变化就一直记录 $fmonitor(file_id,"%format_char",parameter); egfmonitor(file_id,"%m:%tin1=%do1=%h",$time,in1,o1); //$fwrite 需要触发条件才记录 $fwrite(file_id,"%format_char",parameter); //$fdisplay 需要触发条件才记录 $fdisplay(file_id,"%format_char",parameter); $fstrobe(); 3.读取文件 integerfile_id; file_id=$fread("file_path/file_name","r"); 4.关闭文件 $fclose(fjile_id); 5.由文件设定存储器初值 $readmemh("file_name",memory_name");//初始化数据为十六进制 $readmemb("file_name",memory_name");//初始化数据为二进制 //仿真控制 $finish(parameter);//parameter=0,1,2 $stop(parameter); //读入 SDF 文件 $sdf_annotate("sdf_file_name",module_instance,"scale_factors"); //module_instance:sdf 文件所对应的 instance 名. //scale_factors:针对 timmingdelay 中的最小延时 min,典型延迟 typ,最大延时 max 调整延迟参 数 //generate 语句,在 Verilog-2001 中定义.用于表达重复性动作 //必须事先声明 genvar 类型变量作为 generate 循环的指标 eg: genvari; generatefor(i=0;i<4;i=i+1) begin assign=din=i%2; end endgenerate //资源共享 always@(AorBorCorD) sum=sel?(A+B) C+D); //上面例子使用两个加法器和一个 MUX,面积大 //下面例子使用一个加法器和两个 MUX,面积小 always@(AorBorCorD) begin tmp1=sel?A:C; tmp2=sel?B ; end always@(tmp1ortmp2) sum=tmp1+tmp2; ****************************************************************************** 模板： moduletestbench;//定义一个没有输入输出的 module reg??//将 DUT 的输入定义为 reg 类型 ?? wire??//将 DUT 的输出定义为 wire 类型 ?? //在这里例化 DUT initial begin ??//在这里添加激励(可以有多个这样的结构) end always??//通常在这里定义时钟信号 initial //在这里添加比较语句(可选) end initial //在这里添加输出语句(在屏幕上显示仿真结果) end endmodule 一下介绍一些书写 Testbench 的技巧： 1.如果激励中有一些重复的项目，可以考虑将这些语句编写成一个 task，这样会给书写和仿 真带来很大方便。例如，一个存储器的 testbench 的激励可以包含 write，read 等 task。 2.如果 DUT 中包含双向信号(inout)，在编写 testbench 时要注意。需要一个 reg 变量来表示 其 输入，还需要一个 wire 变量表示其输出。 3.如果 initial 块语句过于复杂，可以考虑将其分为互补相干的几个部分，用数个 initial 块来 描述。在仿真时，这些 initial 块会并发运行。这样方便阅读和修改。 4.每个 testbench 都最好包含$stop 语句，用以指明仿真何时结束。