Creazione degli stimoli

Fa parte della sezione Fondamenti del percorso Verilog di Coddy. Lezione 74 di 90.

Lo stimolo si riferisce ai valori di input che applichi al tuo progetto per verificare che funzioni correttamente. Modificando gli input e osservando gli output, puoi verificare che il tuo progetto si comporti come previsto.

Pensala come testare una macchina: premi diversi pulsanti (stimolo) e osserva cosa succede (output). Creare buoni stimoli è una parte essenziale della scrittura di un testbench.

Per esempio, guarda lo stimulus nel seguente testbench:

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

  initial begin
    // LO STIMOLO INIZIA QUI
    
    // Caso di test 1: entrambi gli ingressi sono 0
    a = 0; b = 0; #10;
    
    // Caso di test 2: a=0, b=1
    a = 0; b = 1; #10;
    
    // Caso di test 3: a=1, b=0
    a = 1; b = 0; #10;
    
    // Caso di test 4: entrambi gli ingressi sono 1
    a = 1; b = 1; #10;

    // LO STIMOLO FINISCE QUI
    
    $finish;
  end
endmodule

Ogni stimolo viene applicato, poi attendiamo 10 unità di tempo (#10) prima dello stimolo successivo. Questo dà al DUT il tempo di produrre un output.

Metodi per creare STIMULUS

Metodo	Ideale per	Esempio
Assegnazioni sequenziali	Test semplici	`a = 0; b = 0; #10;`
Ciclo for	Testare tutte le combinazioni	`for (i = 0; i < 4; i++)`
Ciclo repeat	Ripetere schemi	`repeat (10) #5 clk = ~clk;`
Ciclo forever	Segnali continui	`forever #5 clk = ~clk;`

Metodo 1: Assegnazioni sequenziali

Il modo più semplice per creare uno stimolo. Assegni i valori uno alla volta con dei ritardi.

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

Metodo 2: Ciclo for

Utile quando vuoi testare tutte le possibili combinazioni di input.

integer i;

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

Questo verifica: 00, 01, 10, 11.

Metodo 3: Ciclo repeat

Utile per ripetere lo stesso stimolo molte volte.

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

Metodo 4: Ciclo infinito

Utile per segnali continui come gli orologi.

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

Regole importanti

Regola	Spiegazione
Usa ritardi tra le assegnazioni dello stimolo	`#10` consente al DUT di rispondere
Usa `reg` per i segnali di stimolo	Perché cambiano nel tempo
Aggiungi `$finish` alla fine	Per arrestare la simulazione

Sfida

Ti viene fornito un modulo porta OR. Il tuo compito è aggiungere lo stimolo mancante e le istruzioni $display per stampare i risultati.

Cosa fare:

Aggiungi lo stimolo per testare tutte e quattro le combinazioni di input (00, 01, 10, 11):

Su ogni riga, imposta i valori di x e y
Aggiungi #10 per un ritardo
Aggiungi $display per stampare il risultato

$display dovrebbe essere così:

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

Provalo tu

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: Aggiungi gli stimoli e visualizza il risultato per 0 0
    
    // TODO: Aggiungi gli stimoli e visualizza il risultato per 0 1
    
    // TODO: Aggiungi gli stimoli e visualizza il risultato per 1 0
    
    // TODO: Aggiungi gli stimoli e visualizza il risultato per 1 1
    
    $finish;
  end
endmodule