Créer des stimuli

Fait partie de la section Fondamentaux du Journey Verilog de Coddy. Leçon 74 sur 90.

Stimulus désigne les valeurs d’entrée que vous appliquez à votre conception pour vérifier si elle fonctionne correctement. En modifiant les entrées et en observant les sorties, vous pouvez vérifier que votre conception se comporte comme prévu.

Imaginez cela comme le test d’une machine : vous appuyez sur différents boutons (stimulus) et observez ce qui se passe (sorties). Créer un stimulus approprié est une étape essentielle de l’écriture d’un banc de test.

Par exemple, examinez le stimulus dans le banc de test suivant :

module testbench;
  reg a, b;
  wire c;
  
  and_gate dut (
    .a(a),
    .b(b),
    .c(c)
  );

  initial begin
    // LE STIMULUS COMMENCE ICI
    
    // Cas de test 1 : Les deux entrées sont à 0
    a = 0; b = 0; #10;
    
    // Cas de test 2 : a=0, b=1
    a = 0; b = 1; #10;
    
    // Cas de test 3 : a=1, b=0
    a = 1; b = 0; #10;
    
    // Cas de test 4 : Les deux entrées sont à 1
    a = 1; b = 1; #10;

    // LE STIMULUS SE TERMINE ICI
    
    $finish;
  end
endmodule

Chaque stimulus est appliqué, puis nous attendons 10 unités de temps (#10) avant le stimulus suivant. Cela laisse au DUT le temps de produire une sortie.

Méthodes pour créer un stimulus

Méthode	Idéal pour	Exemple
Affectations séquentielles	Tests simples	`a = 0; b = 0; #10;`
Boucle for	Tester toutes les combinaisons	`for (i = 0; i < 4; i++)`
Boucle repeat	Répéter des motifs	`repeat (10) #5 clk = ~clk;`
Boucle forever	Signaux continus	`forever #5 clk = ~clk;`

Méthode 1 : Affectations séquentielles

La manière la plus simple de créer un stimulus. Vous affectez les valeurs une par une avec des délais.

initial begin
  a = 0; b = 0; #10;
  a = 0; b = 1; #10;
  a = 1; b = 0; #10;
  a = 1; b = 1; #10;
  $finish;
end

Méthode 2 : boucle for

Utile lorsque vous souhaitez tester toutes les combinaisons d’entrées possibles.

integer i;

initial begin
  for (i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
    {a, b} = i;
    #10;
  end
  $finish;
end

Cela teste : 00, 01, 10, 11.

Méthode 3 : boucle de répétition

Utile pour répéter le même stimulus plusieurs fois.

initial begin
  a = 0; b = 1;
  repeat (10) begin
    #10 a = ~a;
  end
  $finish;
end

Méthode 4 : boucle infinie

Utile pour les signaux continus comme les horloges.

initial begin
  clk = 0;
  forever #5 clk = ~clk;
end

Règles importantes

Règle	Explication
Utilisez des délais entre les affectations de stimulus	`#10` laisse au DUT le temps de répondre
Utilisez `reg` pour les signaux de stimulus	Parce qu’ils changent au fil du temps
Ajoutez `$finish` à la fin	Pour arrêter la simulation

Défi

On vous donne un module de porte OR. Votre tâche consiste à ajouter les instructions de stimulation manquantes et les instructions $display pour afficher les résultats.

À faire :

Ajoutez une stimulation pour tester les quatre combinaisons d’entrées (00, 01, 10, 11) :

À chaque ligne, définissez les valeurs de x et y
Ajoutez #10 pour introduire un délai
Ajoutez $display pour afficher le résultat

L’instruction <strong>$display</strong> devrait ressembler à ceci :

$display("%d %d | %d", x, y, z);

Essayez vous-même

module or_gate (
  input x,
  input y,
  output z
);
  assign z = x | y;
endmodule

module testbench;
  reg x, y;
  wire z;
  
  or_gate dut (
    .x(x),
    .y(y),
    .z(z)
  );

  initial begin
    $display("x y | z");
    $display("---------");
    
    // TODO: Ajouter le stimulus et l'affichage pour 0 0
    
    // TODO: Ajouter le stimulus et l'affichage pour 0 1
    
    // TODO: Ajouter le stimulus et l'affichage pour 1 0
    
    // TODO: Ajouter le stimulus et l'affichage pour 1 1
    
    $finish;
  end
endmodule