Directiva Timescale

Parte de la sección Fundamentos del Journey de Verilog de Coddy — lección 70 de 90.

La directiva timescale establece la unidad de tiempo y la precisión de tiempo para la simulación. Le indica al simulador cómo interpretar los valores de retardo como #10.

En lecciones anteriores, utilizamos retardos como #10 sin especificar qué significa "10". ¿Son 10 nanosegundos? ¿10 picosegundos? La directiva timescale responde a esta pregunta.

Sintaxis:

`timescale time_unit / time_precision

Parte	Significado	Ejemplo
`time_unit`	La unidad básica para los retardos	`1ns`
`time_precision`	Qué tan precisa debe ser la simulación	`1ps`

La comilla invertida ` antes de timescale significa que es una directiva de compilador.

Ejemplo

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 significa 10 nanosegundos
time_precision = 1ps → La simulación redondea al picosegundo más cercano

Valores comunes de escala de tiempo

Unidad de tiempo	Precisión	Caso de uso
`1ns / 1ns`	Nanosegundo	Simulaciones simples
`1ns / 1ps`	Picosegundo	Más preciso
`1ps / 1ps`	Picosegundo	Diseños de alta velocidad
`1us / 1ns`	Microsegundo	Simulaciones lentas

Cómo afecta a los retardos

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Espera 10 nanosegundos
end

Sin timescale, algunos simuladores asumen un valor predeterminado (a menudo 1ns). Lo mejor es especificarlo siempre.

Reglas importantes

Regla	Explicación
Debe estar fuera de los módulos	Ubicado antes de cualquier definición de módulo
Símbolo de acento grave (backtick)	`timescale no `'timescale`
Unidad de tiempo ≥ precisión de tiempo	`1ns / 1ps` está bien, `1ps / 1ns` no
Afecta a todos los retardos en el archivo	Retardos generales, retardos de compuerta, retardos de asignación

Desafío

Qué hacer:

Añade la directiva timescale que falta para que los retardos representen 10ns, 20ns y 30ns.

Hoja de referencia

La directiva `timescale establece la unidad de tiempo y la precisión de tiempo para la simulación. Debe colocarse antes de cualquier definición de módulo.

`timescale time_unit / time_precision

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Espera 10 nanosegundos
end

time_unit — la unidad básica para los retardos (por ejemplo, #10 = 10ns)
time_precision — qué tan precisamente redondea la simulación (debe ser ≤ unidad de tiempo)

Escala de tiempo	Caso de uso
`1ns / 1ns`	Simulaciones simples
`1ns / 1ps`	Más preciso
`1ps / 1ps`	Diseños de alta velocidad
`1us / 1ns`	Simulaciones lentas

Pruébalo tú mismo

// TODO: Agregar directiva de escala de tiempo (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