Timescale-Direktive

Teil des Abschnitts Grundlagen der Verilog-Journey von Coddy. Lektion 70 von 90.

Die timescale-Direktive legt die Zeiteinheit und die Zeitpräzision für die Simulation fest. Sie teilt dem Simulator mit, wie Verzögerungswerte wie #10 zu interpretieren sind.

In vorherigen Lektionen haben wir Verzögerungen wie #10 verwendet, ohne anzugeben, was „10“ bedeutet. Sind es 10 Nanosekunden? 10 Pikosekunden? Die Direktive timescale beantwortet diese Frage.

Syntax:

`timescale time_unit / time_precision

Teil	Bedeutung	Beispiel
`time_unit`	Die grundlegende Einheit für Verzögerungen	`1ns`
`time_precision`	Wie präzise die Simulation sein soll	`1ps`

Der Backtick ` vor timescale bedeutet, dass es sich um eine Compiler-Direktive handelt.

Beispiel

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 bedeutet 10 Nanosekunden
time_precision = 1ps → Die Simulation wird auf die nächste Pikosekunde gerundet

Übliche Zeitskalenwerte

Zeiteinheit	Präzision	Anwendungsfall
`1ns / 1ns`	Nanosekunde	Einfache Simulationen
`1ns / 1ps`	Pikosekunde	Präzisere Simulationen
`1ps / 1ps`	Pikosekunde	Hochgeschwindigkeitsdesigns
`1us / 1ns`	Mikrosekunde	Langsame Simulationen

Wie es Verzögerungen beeinflusst

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Wartet 10 Nanosekunden
end

Ohne timescale nehmen einige Simulatoren einen Standardwert an (häufig 1ns). Am besten gibst du ihn immer an.

Wichtige Regeln

Regel	Erklärung
Muss außerhalb von Modulen stehen	Wird vor jeder Moduldefinition platziert
Backtick-Symbol	`timescale, nicht `'timescale`
Zeiteinheit ≥ Zeitpräzision	`1ns / 1ps` ist zulässig, `1ps / 1ns` nicht
Wirkt sich auf alle Verzögerungen in der Datei aus	Allgemeine Verzögerungen, Gatterverzögerungen, Zuweisungsverzögerungen

Aufgabe

Was zu tun ist:

Füge die fehlende timescale-Direktive hinzu, damit die Verzögerungen 10ns, 20ns und 30ns darstellen.

Probier es selbst

// TODO: Timescale-Direktive hinzufügen (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