יצירת אותות גירוי

חלק מהיחידה יסודות במסלול ה-Verilog של Coddy. שיעור 74 מתוך 90.

גירוי מתייחס לערכי הקלט שמחילים על התכנון שלך כדי לבדוק אם הוא פועל כראוי. על ידי שינוי הקלטים והתבוננות בפלטים, אפשר לוודא שהתכנון שלך מתנהג כמצופה.

חשוב על זה כמו על בדיקת מכונה: לוחצים על כפתורים שונים (STIMULUS) ובודקים מה קורה (פלטים). יצירת גירויים טובים היא חלק חיוני מכתיבת testbench.

לדוגמה, הסתכלו על הגירוי בספסל הבדיקה הבא:

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

  initial begin
    // הגירוי מתחיל כאן
    
    // מקרה בדיקה 1: שני הקלטים הם 0
    a = 0; b = 0; #10;
    
    // מקרה בדיקה 2: a=0, b=1
    a = 0; b = 1; #10;
    
    // מקרה בדיקה 3: a=1, b=0
    a = 1; b = 0; #10;
    
    // מקרה בדיקה 4: שני הקלטים הם 1
    a = 1; b = 1; #10;

    // הגירוי מסתיים כאן
    
    $finish;
  end
endmodule

כל גירוי מוחל, ואז ממתינים 10 יחידות זמן (#10) לפני הגירוי הבא. כך נותנים ל-DUT זמן להפיק פלט.

שיטות ליצירת גירוי

שיטה	הכי מתאים ל	דוגמה
השמות עוקבות	בדיקות פשוטות	`a = 0; b = 0; #10;`
לולאת For	בדיקת כל הצירופים	`for (i = 0; i < 4; i++)`
לולאת Repeat	תבניות חוזרות	`repeat (10) #5 clk = ~clk;`
לולאת Forever	אותות רציפים	`forever #5 clk = ~clk;`

שיטה 1: השמות עוקבות

הדרך הפשוטה ביותר ליצור גירוי. מקצים ערכים בזה אחר זה עם השהיות.

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

שיטה 2: לולאת for

שימושית כשרוצים לבדוק את כל צירופי הקלט האפשריים.

integer i;

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

זה בודק: 00, 01, 10, 11.

שיטה 3: לולאת Repeat

שימושית לחזרה על אותו גירוי פעמים רבות.

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

שיטה 4: לולאה אינסופית

שימושית לאותות רציפים כמו שעונים.

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

כללים חשובים

כלל	הסבר
השתמשו בהשהיות בין הקצאות אותות גירוי	`#10` מאפשר ל-DUT זמן להגיב
השתמשו ב-`reg` עבור אותות גירוי	מכיוון שהם משתנים לאורך זמן
הוסיפו `$finish` בסוף	כדי לעצור את הסימולציה

אתגר

נתון לך מודול של שער OR. המשימה שלך היא להוסיף את הגירוי החסר ואת פקודות $display כדי להדפיס את התוצאות.

מה צריך לעשות:

הוסף גירוי לבדיקת כל ארבעת צירופי הקלט (00, 01, 10, 11):

בכל שורה, הגדר את הערכים של x ושל y
הוסף #10 לצורך השהיה
הוסף $display כדי להדפיס את התוצאה

הפקודה $display צריכה להיראות כך:

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

נסו בעצמכם

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: הוסף גירוי והצגת תוצאה עבור 0 0
    
    // TODO: הוסף גירוי והצגת תוצאה עבור 0 1
    
    // TODO: הוסף גירוי והצגת תוצאה עבור 1 0
    
    // TODO: הוסף גירוי והצגת תוצאה עבור 1 1
    
    $finish;
  end
endmodule