为避免仿真和设计竞争问题(race condition),systemverilog中引入了program的概念。
在Verilog中,调度如下图所示:
从图中可以看出,阻塞赋值与非阻塞赋值的调度是不一样的,其中#0的阻塞延时赋值则处在中间的调度区域。
对于systemverilog来说,就多添加了几种调度区域。如下图所示
前三个为Verilog准备的,observed处于中间部分,是为SV中的属性断言准备的,该区域的值已经稳定,避免了因采集数据不稳定而导致的属性断言错误。在reactive域正式进行断言判断。
通过几个栗子说明情况:
module counter(input clk);
bit [3:0] cnt;
always @(posedge clk) begin
cnt <= cnt + 3;
$display("%0t DUT cnt = %0d", $time, cnt);
end
endmodule
module tb1;
bit clk;
bit [3:0] cnt;
initial begin
forever #5ns clk <= ~clk;
end
counter counter_inst(clk);
always @(posedge clk) begin
$display("%0t TB cnt = %0d", $time, counter_inst.cnt);
end
endmodule
仿真结果如下:
run 50ns
# 5 DUT cnt = 0
# 5 TB cnt = 0
# 15 DUT cnt = 3
# 15 TB cnt = 3
# 25 DUT cnt = 6
# 25 TB cnt = 6
# 35 DUT cnt = 9
# 35 TB cnt = 9
# 45 DUT cnt = 12
# 45 TB cnt = 12
因为打印函数处于active调度区域,非阻塞赋值处于NBA调度区域,因此采样到的是变化前的值,即#5时采样得到的是0不是1;其他同理。
如果我们把仿真激励改为如下:
module tb2;
bit clk1;
bit clk2;
bit [3:0] cnt;
initial begin
forever #5ns clk1 <= !clk1;
end
always @(clk1) begin
clk2 <= clk1;
end
counter dut(clk1);
always @(posedge clk2) begin
$display("%0t TB cnt = %0d", $time, dut.cnt);
end
endmodule
那么仿真结果则如下:
run 50ns
# 5 DUT cnt = 0
# 5 TB cnt = 3
# 15 DUT cnt = 3
# 15 TB cnt = 6
# 25 DUT cnt = 6
# 25 TB cnt = 9
# 35 DUT cnt = 9
# 35 TB cnt = 12
# 45 DUT cnt = 12
# 45 TB cnt = 15
这是因为clk2和clk1之间存在非阻塞赋值,赋值区域在NBA区,按照先后顺序,一个采样得到的是变化前的值,一个得到的是变化后的值。
因此我们如果Testbench中也一味地使用module,就有可能出现上述第二种问题,在此我不是说这种不行,而是我们需要能控制住采样时刻。那么如果我们有时候需要采样第二种情况,难道每次都需要这样做吗?使用两个采样信号?
在SV中,我们可以使用Program实现上述情况:
假设我们把第一种testbench改为program,如下所示:
module counter(input clk);
bit [3:0] cnt;
always @(posedge clk) begin
cnt <= cnt + 1;
$display("@%0t DUT cnt = %0d", $time, cnt);
end
endmodule
program dsample(input clk);
initial begin
forever begin
@(posedge clk);
$display("@%0t TB cnt = %0d", $time, dut.cnt);
end
end
endprogram
module test_tb_top;
bit clk1;
bit [3:0] cnt;
initial begin
forever #5ns clk1 <= !clk1;
end
counter dut(clk1);
dsample spl(clk1);
endmodule
此时仿真结果和第二次一致,这是因为program的采样是在reactive中进行的,此时数据已经是变化后的稳定值,不会出现竞争的情况。
因此,我们一般推荐在Testbench中使用program,在设计dut中使用module,在顶层module中例化dut的module和 testbench的program。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-682455.html
program中的注意点:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-682455.html
- program中不能例化其他program和module
- 不能出现interface和always,可以使用initial forever替代always
- program内部可以发起多个initial块
- program中内部定义的变量最好采用阻塞赋值,当然采用非阻塞仿真器也不会产生error,驱动外部信号则应该采用非阻塞赋值
- program中的initial块和module中的initial块执行位置不同,前者在reactive,后者在active块中执行。
- program中存在的多个initial块中,如果有一个initial采用了退出系统函数$exit(),则会结束该program,而不仅仅是该initial块。
到了这里,关于systemverilog之program与module的区别的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!