Timescale Directive

جزء من قسم الأساسيات في رحلة Verilog على Coddy. الدرس 70 من 90.

تحدّد توجيهة timescale وحدة الزمن ودقة الزمن للمحاكاة. وهي تخبر المحاكي بكيفية تفسير قيم التأخير مثل #10.

في الدروس السابقة، استخدمنا تأخيرات مثل #10 من دون تحديد ما الذي يعنيه "10". هل هي 10 nanoseconds؟ أم 10 بيكوثانية؟ تجيب التوجيهة timescale عن هذا السؤال.

البنية:

`timescale time_unit / time_precision

الجزء	المعنى	مثال
`time_unit`	الوحدة الأساسية للتأخيرات	`1ns`
`time_precision`	مدى دقة المحاكاة	`1ps`

العلامة العكسية ` قبل timescale تعني أنه توجيه للمصرّف.

مثال

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 يعني 10 نانوثوانٍ
time_precision = 1ps → تُقرِّب المحاكاة إلى أقرب بيكوثانية

القيم الشائعة لـ timescale

وحدة الوقت	الدقة	حالة الاستخدام
`1ns / 1ns`	نانوثانية	محاكاة بسيطة
`1ns / 1ps`	بيكوثانية	أكثر دقة
`1ps / 1ps`	بيكوثانية	تصميمات عالية السرعة
`1us / 1ns`	ميكروثانية	محاكاة بطيئة

كيف يؤثر ذلك في التأخيرات

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // ينتظر 10 نانوثانية
end

من دون timescale، تفترض بعض المحاكيات قيمة افتراضية (غالبًا 1ns). من الأفضل تحديدها دائمًا.

قواعد مهمة

القاعدة	الشرح
يجب أن يكون خارج الوحدات	يوضع قبل أي تعريف لوحدة
رمز الشرطة المائلة للخلف	`timescale وليس `'timescale`
وحدة الوقت ≥ دقة الوقت	`1ns / 1ps` صحيح، أما `1ps / 1ns` فليس كذلك
يؤثر في جميع التأخيرات في الملف	التأخيرات العامة، وتأخيرات البوابات، وتأخيرات الإسناد

التحدي

ما يجب فعله:

أضف توجيه timescale المفقود لجعل التأخيرات تمثّل 10ns و20ns و30ns.

جرّب بنفسك

// TODO: أضف توجيه timescale (1ns / 1ps)

module timescale_challenge;
  
  initial begin
    $display("Time %0t", $time);
    #10 $display("Time %0t (10ns = 10000ps)", $time);
    #10 $display("Time %0t (20ns = 20000ps)", $time);
    #10 $display("Time %0t (30ns = 30000ps)", $time);
    $finish;
  end
endmodule