Timescaleディレクティブ

CoddyのVerilogジャーニー「基礎」セクションの一部 — レッスン 70/90。

timescale ディレクティブ（directive）は、シミュレーションの時間単位（time_unit）と時間精度（time_precision）を設定します。これにより、シミュレータに #10 のような遅延値の解釈方法を伝えます。

これまでのレッスンでは、#10 のような遅延を使用してきましたが、「10」が何を意味するのかを指名していませんでした。10ナノ秒でしょうか？10ピコ秒でしょうか？timescale ディレクティブ（directive）がこの疑問に答えます。

構文:

`timescale time_unit / time_precision

パーツ	意味	例
`time_unit`	遅延の基本単位	`1ns`
`time_precision`	シミュレーションの精度	`1ps`

timescale の前にあるバックティック ` は、それがコンパイラディレクティブであることを意味します。

例

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 は10ナノ秒を意味します
time_precision = 1ps → シミュレーションは最も近いピコ秒に丸められます

共通の Timescale 値

Time Unit	Precision	ユースケース
`1ns / 1ns`	ナノ秒	シンプルなシミュレーション
`1ns / 1ps`	ピコ秒	より高精度
`1ps / 1ps`	ピコ秒	高速設計
`1us / 1ns`	マイクロ秒	低速なシミュレーション

遅延への影響

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // 10ナノ秒待機します
end

timescale を指定しない場合、一部のシミュレータはデフォルト値（多くは 1ns）を前提とします。常に明示的に指定するのが最善です。

重要なルール

ルール	説明
モジュールの外に配置する必要がある	いずれのモジュール定義よりも前に配置します
バックティック記号	`'timescale` ではなく `timescale
時間単位（Time unit）≥ 時間精度（time precision）	`1ns / 1ps` は問題ありませんが、`1ps / 1ns` は不可です
ファイル内のすべての遅延に影響する	一般的な遅延、ゲート遅延、代入遅延

チャレンジ

作業内容:

遅延が 10ns、20ns、30ns を表すように、不足している timescale directive を追加します。

自分で試してみよう

// TODO: timescaleディレクティブを追加 (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