Diretiva Timescale

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy — lição 70 de 90.

A diretiva timescale define a unidade de tempo e a precisão de tempo para a simulação. Ela informa ao simulador como interpretar valores de atraso como #10.

Nas lições anteriores, usamos atrasos como #10 sem especificar o que "10" significa. São 10 nanossegundos? 10 picossegundos? A diretiva timescale responde a essa pergunta.

Sintaxe:

`timescale time_unit / time_precision

Parte	Significado	Exemplo
`time_unit`	A unidade básica para atrasos	`1ns`
`time_precision`	Quão precisa a simulação deve ser	`1ps`

O acento grave ` antes de timescale significa que é uma diretiva de compilador.

Exemplo

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 significa 10 nanossegundos
time_precision = 1ps → A simulação arredonda para o picossegundo mais próximo

Valores Comuns de Timescale

Unidade de Tempo	Precisão	Caso de Uso
`1ns / 1ns`	Nanosegundo	Simulações simples
`1ns / 1ps`	Picosegundo	Mais preciso
`1ps / 1ps`	Picosegundo	Designs de alta velocidade
`1us / 1ns`	Microsegundo	Simulações lentas

Como Isso Afeta os Atrasos

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Aguarda 10 nanossegundos
end

Sem timescale, alguns simuladores assumem um padrão (frequentemente 1ns). O ideal é sempre especificá-lo.

Regras Importantes

Regra	Explicação
Deve estar fora dos módulos	Colocado antes de qualquer definição de módulo
Símbolo de crase (backtick)	`timescale não `'timescale`
Unidade de tempo ≥ precisão de tempo	`1ns / 1ps` está correto, `1ps / 1ns` não está
Afeta todos os atrasos no arquivo	Atrasos gerais, atrasos de porta, atrasos de atribuição

Desafio

O que fazer:

Adicione a diretiva timescale ausente para fazer com que os atrasos representem 10ns, 20ns e 30ns.

Folha de consulta

A diretiva `timescale define a unidade de tempo e a precisão de tempo para a simulação. Ela deve ser colocada antes de qualquer definição de módulo.

`timescale time_unit / time_precision

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Waits 10 nanoseconds
end

time_unit — a unidade básica para atrasos (ex: #10 = 10ns)
time_precision — quão precisamente a simulação arredonda (deve ser ≤ unidade de tempo)

Timescale	Caso de Uso
`1ns / 1ns`	Simulações simples
`1ns / 1ps`	Mais preciso
`1ps / 1ps`	Designs de alta velocidade
`1us / 1ns`	Simulações lentas

Experimente você mesmo

// TODO: Adicionar diretiva de escala de tempo (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