Viết testbench

Thuộc phần Kiến thức nền tảng trong hành trình Verilog của Coddy. Bài học 82 trên 90.

Thử thách

Trong bài học này, bạn sẽ tạo một testbench để xác minh bộ điều khiển đèn giao thông hoạt động chính xác.

Cần làm gì:

Tạo một testbench để:

Khai báo các tín hiệu (reg cho clk và reset, wire cho red, yellow, green)
Tạo một thể hiện của module traffic_light với tên uut
Tạo xung đồng hồ chuyển trạng thái sau mỗi 1 đơn vị thời gian
Kích hoạt reset trong 2 đơn vị thời gian, sau đó nhả reset
Chạy mô phỏng trong 100 đơn vị thời gian

Mô phỏng được kiểm tra dựa trên nội dung in ra, vì vậy khối initial cũng phải tạo chính xác các dòng sau:

In Traffic Light Test bằng $display trước khi thiết lập xung đồng hồ và reset
Sau 100 đơn vị thời gian, in Test complete bằng $display
Kết thúc mô phỏng bằng $finish, lệnh này sẽ tự thêm một dòng vào đầu ra

Tự làm thử

module traffic_light (
  input clk,
  input reset,
  output reg red,
  output reg yellow,
  output reg green
);

  reg [1:0] state;
  reg [5:0] counter;

  // Gán giá trị cho đầu ra
  always @(*) begin
    case (state)
      0: begin green = 1; yellow = 0; red = 0; end
      1: begin green = 0; yellow = 1; red = 0; end
      2: begin green = 0; yellow = 0; red = 1; end
      default: begin green = 0; yellow = 0; red = 1; end
    endcase
  end

  // Máy trạng thái có định thời
  always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
      state <= 2;
      counter <= 0;
    end else begin
      if (counter == 0) begin
        case (state)
          0: begin
            state <= 1;
            counter <= 10;
          end
          1: begin
            state <= 2;
            counter <= 40;
          end
          2: begin
            state <= 0;
            counter <= 30;
          end
        endcase
      end else begin
        counter <= counter - 1;
      end
    end
  end

endmodule

module testbench;
  // TODO: Khai báo reg cho clk và reset
  
  // TODO: Khai báo wire cho red, yellow, green
  

  // TODO: Tạo instance của module traffic_light với tên uut
  // Kết nối clk, reset, red, yellow, green
  

  // TODO: Tạo xung nhịp (đảo trạng thái sau mỗi 1 đơn vị thời gian)
  

  initial begin
    $display("Traffic Light Test");
    
    // TODO: Khởi tạo clk bằng 0
    
    // TODO: Áp dụng reset (reset=1 trong 2 đơn vị thời gian, sau đó reset=0)
    
    
    // TODO: Chạy mô phỏng trong 100 đơn vị thời gian
    
    
    $display("Test complete");
    $finish;
  end
endmodule