O que é um Testbench

Parte da seção Fundamentos do Journey de Verilog da Coddy — lição 73 de 90.

Um testbench é um módulo Verilog especial usado para testar outro módulo. Ele fornece entradas para o seu projeto e verifica se as saídas estão corretas.

Por que precisamos de um Testbench?

Quando você constrói um módulo, você precisa garantir que ele funcione corretamente. Um testbench permite que você:

Aplique diferentes valores de entrada ao seu módulo
Observe as saídas

Verifique se as saídas (outputs) correspondem ao que você espera
Faça isso automaticamente sem testes manuais

Testbench vs Módulo de Design

	Módulo de Design	Testbench
Finalidade	Implementa hardware	Testa o módulo de design
Possui ports?	Sim (inputs e outputs)	Não (autocontido)
Sintetizável?	Sim	Não (apenas simulation)

Exemplo Simples de Testbench

module testbench;              // Sem portas!

  // As entradas e saídas vêm do módulo que estamos testando (o DUT).
  reg a, b;                    // reg para entradas
  wire c;                      // wire para saída
  

  // Esta é a instanciação do módulo — ela cria uma cópia do módulo and_gate e a nomeia dut
  and_gate dut (               // Instanciar DUT
    .a(a),
    .b(b),
    .c(c)
  );

  // Este é um bloco initial que aplica valores de teste às entradas do módulo sendo testado.
  initial begin                // Aplicar valores de teste
    a = 0; b = 0; #10;
    a = 0; b = 1; #10;
    a = 1; b = 0; #10;
    a = 1; b = 1; #10;
    $finish;
  end
endmodule

Pontos Chave

O testbench não possui nenhuma porta
reg é usado para sinais que mudam (entradas para o DUT)
wire é usado para sinais vindos do DUT (saídas)

O módulo sendo testado é chamado de DUT (Design Under Test)
$finish encerra a simulação

Coabriremos a criação de estímulos, a exibição de resultados e outros recursos de testbench nas aulas a seguir.

Desafio

Você recebeu um módulo de porta AND. Sua tarefa é adicionar as partes que faltam em seu testbench.

O que fazer:

Adicione as seguintes partes ao testbench:

Declare reg para as entradas a e b
Declare wire para a saída c
Instancie and_gate com o nome dut e conecte as portas

Experimente você mesmo

module and_gate (
  input a,
  input b,
  output c
);
  assign c = a & b;
endmodule

module testbench;
  
  // Tarefa 1: Declare reg para as entradas a e b
  
  
  // Tarefa 2: Declare wire para a saída c
  

  // Tarefa 3: Instancie and_gate com o nome dut
  // Conecte .a(a), .b(b), .c(c)


  initial begin
    a = 0; b = 0; #10 $display("%d & %d = %d", a, b, c);
    a = 0; b = 1; #10 $display("%d & %d = %d", a, b, c);
    a = 1; b = 0; #10 $display("%d & %d = %d", a, b, c);
    a = 1; b = 1; #10 $display("%d & %d = %d", a, b, c);
    $finish;
  end
endmodule