Verilog语法——5.测试文件

参考资料
【明德扬_verilog零基础入门语法HDL仿真快速掌握-手把手教你写FPGA/ASIC代码设计流程中的应用】

5. 测试文件

5.1 认识测试文件（testbench）

testbench是一种验证的手段。首先，任何设计都是会有输入输出的。
但是在软环境中没有激励输入，也不会对你设计的输出正确性进行评估
那么此时便有一种，模拟实际环境的输入激励和输出校验的一种“虚拟
平台”的产生。在这个平台上你可以对你的设计从软件层面上进行分析和
校验。

5.2 测试文件编写流程

小贴士：ps是皮秒，ns是纳秒

• 1ns 【纳秒】= 1000ps【皮秒】（纳秒是-9次方，皮秒是-12次方）

5.2.1 定义时间标尺

`timescale 1ns / 1ps

5.2.2 定义信号类型

//时钟和复位
    reg clk     ;
    reg rst_n   ;
    
    //uut 的输入信号
    reg[3:0]    din_0   ;
    reg         din_1   ;
    
    //uut 的输出信号
    wire        dout_0  ;
    wire[4:0]   dout_1  ;
    
    //时钟周期，单位为ns，可在此修改时钟周期
    parameter CYCLE = 20;
    //复位时间，此时表示复位3个时钟周期的时间
    parameter RST_TIME = 3;

5.2.3 例化测试模块（.v文件）

    //待测试的模块例化
    module_name uut(
        .clk       (clk)     ,
        .rst_n     (rst_n)   ,
        .din_0     (din_0)   ,
        .din_1     (din_1)   ,
        .dout_0    (dout_0)  ,
        .dout_1    (dout_1)  
        // ,更多...
    );

5.2.4 输入信号驱动

    //生成本地时钟：50M
    initial begin
        clk = 0;
        forever 
        #(CYCLE/2)
        clk = ~clk;
    end
    
    //产生复位信号
    initial begin
        rst_n = 1;
        #2;
        rst_n = 0;
        #(CYCLE*RST_TIME);
        rst_n = 1;
    end
    
    //输入信号din0赋值方式
    initial begin 
        #1;
        //赋初值
        din_0 = 0;
        #(10*CYCLE);
        //开始赋值
        
    end

    //输入信号din1赋值方式
    initial begin 
        #1;
        //赋初值
        din_1 = 0;
        #(10*CYCLE);
        //开始赋值
        
    end 

5.3 常用信号的编写方法

**

注意，下面三个信号的initial是同时执行的！

**
不相关的信号可以分别单独initial

5.3.1 时钟信号

    //生成本地时钟：50M
    initial begin
        clk = 0;
        forever 
        #(CYCLE/2)
        clk = ~clk;
    end

5.3.2 复位信号

如果需要间隔较长一段时间才复位，可以修改RST_TIME值，将其变大些，即间隔更多周期才复位

    //产生复位信号
    initial begin
        rst_n = 1;
        #2;
        rst_n = 0;
        #(CYCLE*RST_TIME);
        rst_n = 1;
    end

5.3.3 其他信号

#1; 是指时钟上升沿后的一点时间进行变化，目的是在上升沿期间保持信号稳定

    //输入信号din0赋值方式
    initial begin 
        #1;
        //赋初值
        din_0 = 0;
        #(10*CYCLE);
        //开始赋值
        
    end

5.4 测试文件模板（整体）（不厌其烦）

module TestBench_name();
    //时钟和复位
    reg clk     ;
    reg rst_n   ;
    
    //uut 的输入信号
    reg[3:0]    din_0   ;
    reg         din_1   ;
    
    //uut 的输出信号
    wire        dout_0  ;
    wire[4:0]   dout_1  ;
    
    //时钟周期，单位为ns，可在此修改时钟周期
    parameter CYCLE = 20;
    //复位时间，此时表示复位3个时钟周期的时间
    parameter RST_TIME = 3;
    
    //待测试的模块例化
    module_name uut(
        .clk       (clk)     ,
        .rst_n     (rst_n)   ,
        .din_0     (din_0)   ,
        .din_1     (din_1)   ,
        .dout_0    (dout_0)  ,
        .dout_1    (dout_1)  
        // ,更多...
    );
    
    //生成本地时钟：50M
    initial begin
        clk = 0;
        forever 
        #(CYCLE/2)
        clk = ~clk;
    end
    
    //产生复位信号
    initial begin
        rst_n = 1;
        #2;
        rst_n = 0;
        #(CYCLE*RST_TIME);
        rst_n = 1;
    end
    
    //输入信号din0赋值方式
    initial begin 
        #1;
        //赋初值
        din_0 = 0;
        #(10*CYCLE);
        //开始赋值
        
    end

    //输入信号din1赋值方式
    initial begin 
        #1;
        //赋初值
        din_1 = 0;
        #(10*CYCLE);
        //开始赋值
        
    end 
endmodule

5.5 编写测试文件例题

要求输入的波形图

• 时钟clk和复位信号rst_n照抄模板即可
• enable要数间隔几个时钟周期后置1
• datain要在相应的时钟周期出取0或1