Директива Timescale

Часть раздела Основы путешествия по Verilog на Coddy — урок 70 из 90.

Директива timescale устанавливает единицу времени и точность времени для симуляции. Она сообщает симулятору, как интерпретировать значения задержки, такие как #10.

В предыдущих уроках мы использовали задержки вида #10, не уточняя, что означает «10». Это 10 наносекунд? 10 пикосекунд? Директива timescale отвечает на этот вопрос.

Синтаксис:

`timescale time_unit / time_precision

Часть	Значение	Пример
`time_unit`	Базовая единица для задержек	`1ns`
`time_precision`	Насколько точной должна быть симуляция	`1ps`

Обратная кавычка ` перед timescale означает, что это директива компилятора.

Пример

`timescale 1ns / 1ps

time_unit = 1ns → #10 означает 10 наносекунд
time_precision = 1ps → Симуляция округляется до ближайшей пикосекунды

Распространенные значения timescale

Единица времени	Точность	Вариант использования
`1ns / 1ns`	Наносекунда	Простые симуляции
`1ns / 1ps`	Пикосекунда	Более точные
`1ps / 1ps`	Пикосекунда	Высокоскоростные проекты
`1us / 1ns`	Микросекунда	Медленные симуляции

Как это влияет на задержки

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Ожидание 10 наносекунд
end

Без timescale некоторые симуляторы используют значение по умолчанию (часто 1нс). Лучше всего всегда указывать его.

Важные правила

Правило	Объяснение
Должно находиться вне модулей	Размещается перед любым определением модуля
Символ обратного апострофа (backtick)	`timescale, а не `'timescale`
Единица времени ≥ точность времени	`1ns / 1ps` — допустимо, `1ps / 1ns` — нет
Влияет на все задержки в файле	Общие задержки, задержки вентилей, задержки присваивания

Задание

Что нужно сделать:

Добавьте недостающую директиву timescale, чтобы задержки соответствовали 10ns, 20ns и 30ns.

Шпаргалка

Директива `timescale устанавливает единицу времени и точность времени для симуляции. Она должна быть размещена перед любым определением модуля.

`timescale time_unit / time_precision

`timescale 1ns / 1ps

initial begin
  #10 a = 1;   // Ожидание 10 наносекунд
end

time_unit — базовая единица для задержек (например, #10 = 10нс)
time_precision — насколько точно округляется симуляция (должна быть ≤ единицы времени)

Масштаб времени (Timescale)	Вариант использования
`1ns / 1ns`	Простые симуляции
`1ns / 1ps`	Более точные
`1ps / 1ps`	Высокоскоростные проекты
`1us / 1ns`	Медленные симуляции

Попробуйте сами

// TODO: Добавить директиву timescale (1нс / 1пс)

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