Timescale Directive

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 directiveは、シミュレーションのtime unitとtime precisionを設定します。これは、シミュレーターに#10のような遅延値をどのように解釈するかを伝えます。

これまでのレッスンでは、「10」が何を意味するのかを指定せずに、#10のような遅延を使用しました。10 nanosecondsでしょうか？ 10ピコ秒でしょうか？ timescale directiveがこの疑問に答えます。

構文：

`timescale time_unit / time_precision

部分	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 の前のバッククォート ` は、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 nanoseconds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

一般的なTimescale値

時間単位	精度	使用例
`1ns / 1ns`	ナノ秒	単純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 がない場合、一部のシミュレーターはデフォルト値（多くの場合 1ns）を想定します。常に指定するのが最善です。

重要なルール

ルール	説明
module の外側に置く必要がある	任意の module 定義より前に配置する
バッククォート記号	`timescale であり、`'timescale` ではない
time unit ≥ time precision	`1ns / 1ps` は正しいが、`1ps / 1ns` は正しくない
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

行うこと：

遅延が10ns、20ns、30nsを表すように、不足しているtimescale directiveを追加してください。

自分で試してみよう

// TODO: timescale ディレクティブを追加する (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