testbench是什么? testbench測試的機(jī)制是什么?

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testbench是什么

廢話不多說直接上干貨，testbench就是對寫的FPGA文件進(jìn)行測試的文件，可以是verilog也可以是VHDL。

verilog和VHDL的國際標(biāo)準(zhǔn)里面有很多不能被綜合實(shí)現(xiàn)的語句，比如initial，forever，repeat，延時語句#1等等，這些語句就是用來測試的時候使用的。運(yùn)行環(huán)境一般是ise或者vivado自帶的仿真工具，或者如modelsim一樣的第三方仿真工具。

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testbench測試的機(jī)制是什么

任何一個設(shè)計(jì)好的模塊（比如第一講的PWM產(chǎn)生模塊），都有輸入和輸出，此模塊是否滿足要求就是看給定滿足要求的輸入，是否能夠得到滿足要求的輸出。所以testbench的測試機(jī)制就是 ：用各種verilog或者VHDL語法，產(chǎn)生滿足條件的激勵信號（也就是對被模塊的輸入），同時對模塊的輸出進(jìn)行捕捉，測試輸出是否滿足要求 。如下圖，產(chǎn)生激勵輸出驗(yàn)證模塊兩個模塊都屬于testbench，最好的輸出驗(yàn)證模塊最終只需要給一個pass和fail的答案出來就可以了。不管是用一個信號表示pass和fail還是用$display()函數(shù)打印，最終簡單明了的給出過或者不過的信息就好了。請大家寫仿真文件的時候盡量做到這點(diǎn)。

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testbench運(yùn)行順序之謎

首先，跟大家解釋一點(diǎn)，所有testbench本質(zhì)上都是串行執(zhí)行，因?yàn)樵?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/132/" target="_blank">CPU環(huán)境下，沒有可靠并行執(zhí)行的能力。所有并行的語句，比如兩個always模塊，fork join語句塊，都是軟件模擬并行執(zhí)行的。所以老一點(diǎn)的編譯器，信號定義要在initial語句前面，initial的信號要先有初始值后面的語句才能從給定初值開始執(zhí)行。所以大家寫testbench的時候，要注意，最好先定義信號，再寫initial語句，后面的語句交換順序不影響，軟件可以識別并按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)的順序去執(zhí)行。

如果一個模塊里面想用并行執(zhí)行語句用fork join語句，順序執(zhí)行用begin end語句。initial語句可以寫多個，都是并行執(zhí)行的，當(dāng)兩個信號在initial沖突的時候，會先執(zhí)行前面的initial的值。

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常用testbench語句總結(jié)

時鐘產(chǎn)生——always begin clk = 0; #1 clk = 1; #1; end 。注意這里的always后面沒有@！沒有@的時候always代表永遠(yuǎn)循環(huán)執(zhí)行begin end之間的語句，如果有@，后面一定要加時鐘，代表時鐘邊沿來到的時候順序執(zhí)行begin end里面的語句。沒有@的always語句不可綜合。

時間軸設(shè)置——'timescale 仿真時間單位/時間精度; 比如`timescale 1ns / 1ps;代表仿真的時間軸單位是1ns，仿真工具仿真的最大精度只到1ps內(nèi)的邏輯變化。

延時語句——#n; 代表延時n個時間軸單位。比如之前定義了`timescale 1ns / 1ps；如果后面寫 #3；就代表延時3ns而不是延時3ps。

初始化——initial begin a=0; #100； a=1; end。testbench在運(yùn)行起來之后，第一個進(jìn)入初始化語句，并且只執(zhí)行一次停在最后一句，然后才是后面的語句。由于begin end里面的語句是串行執(zhí)行的，所以這句話代表a低電平100ns后永遠(yuǎn)為高。復(fù)位信號常常這樣產(chǎn)生。

系統(tǒng)函數(shù)——**stop；代表運(yùn)行到這一句停止仿真，**dispaly("pass")；代表在命令行顯示pass這串字符。

等待語句——wait(條件表達(dá)式) 語句/語句塊; 語句塊可以是串行塊（begin…end）或并行塊（fork…join）。當(dāng)邏輯表達(dá)式為“真”時，語句塊立即得到執(zhí)行；否則，暫停進(jìn)程并等待，直到邏輯表達(dá)式變?yōu)椤罢妗?，再開始執(zhí)行后面的語句。

關(guān)于verilog測試激勵的語法請打開，里面有所有的仿真激勵：

打開菜鳥教程——資料下載——選擇“verilog最經(jīng)典中文教程”

另外提一句：學(xué)verilog要知道verilog語句的執(zhí)行順序和機(jī)制，生成的對應(yīng)時序，哪些語句可綜合哪些不可綜合。這是最基礎(chǔ)的要求。

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其實(shí)看了之前的鏈接大部分大家應(yīng)該都能看明白了，現(xiàn)在只揀之前沒講的代碼講。