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Verilog 系统任务和编译预处理语句

Verilog System Tasks & Compiler Directives

  • Verilog HDL

一、仿真时间函数

在Verilog HDL中有两种类型的时间系统函数：$time和$realtime。用这两个时间系统函数可以得到当前的仿真时刻。该时刻是以模块的仿真时间尺度timescale为基准的。

不同之处：

  • $time返回64位的整型时间(四舍五入)

  • $realtime返回实型时间（根据时间精度来的）

二、监控任务

监控任务$monitor作用是连续监控指定的参数，只要参数表中的参数值发生变化，参数表就在当前仿真时刻结束时显示。往往是在一个initial块内进行调用。

格式说明：

由“%”和格式字符（t，b，d，o，h）组成。它的作用是将输出的数据转换成指定的格式输出。格式说明总是由“%”字符开始的

例：对D、Clk和Q的值进行监控

$monitor (“At%t, D=%d, Clk=%d”, $time, D, Clk, “and Q is %d” , Q);

输出：
At 24, D=x, Clk=x and Q is 0;

At 25, D=x, Clk=x and Q is 1;

At 30, D=0, Clk=x and Q is 1;

$monitoroff 任务用于停止监控任务$monitor;

$monitoron 任务用于启动监控任务$monitor

$monitor往往在initial块中调用，只要不调用$monitoroff，$monitor便不间断地对其所设定的信号进行监视。

三、仿真控制任务

仿真控制任务用于使仿真进程停止。该类任务有两个：

$finish（完成）
$stop（暂停）

例：initial #500 $stop；

四、随机函数random

$random%60；区别于{$random}%60；前者输出的是有符号数，-59~+59

五、文件输出任务

$readmemb //读取二进制格式数
$readmemh //读取十六进制格式数

这两个系统任务用于从文本文件中读取数据并将数据加载到存储器中。

标准格式：$readmemb(“<路径/数据文件名>”，<存储器名>，<起始地址>，<结束地址>)；

举例说明：


先定义一个有256个地址的字节存储器mem：
reg[7：0] mem[1：256]；

下面给出的系统任务以各自不同的方式装载数据到存储器mem中

initial $readmemh(“mem.data” ，mem)；//1-256
initial $readmemh("mem.data” ，mem，16)；//161-256
initial $readmemh(“mem.data”，mem，128，1)；//128-1

练习：

  1. 如何用监控任务显示当前仿真时间以及变量的值

  2. 用系统随机函数产生【0-14】之间的无符号数

1： $monitor($time, "a = %b,b = %b"， a,b);
2： a = {$random}%15;

编译预处理语句

一、define语句

宏定义语句：用一个指定的标志符（即宏名）来代表一个字符串（即宏内容）

宏定义的作用：

  • 以一个简单的名字代替一个长的字符串或复杂表达式

  • 以一个有含义的名字代替没有含义的数字和符号

**注意：**宏定义不是Verilog HDL语句，不必在行末加分号！

格式：‵define 标志符（即宏名）字符串（即宏内容）

‵ define IN ina+inb+inc+ind

‵define expression a + b + c + d

assign out = ‵expression + e;

assign out = a + b + c + d + e

二、 ‵ include语句

文件包含语句：一个源文件可将另一个源文件的全部内容包含进来。没有对文件进行连接，只是把对应文件的代码放这里，相当于files.f文件的指向作用

格式：‵ include “文件名”

使用注意：

  • 一个‵include语句只能指定一个被包含的文件；若要包含n个文件，需用n个‵include语句。

  • ‵include语句可出现在源程序的任何地方。被包含的文件若与包含文件不在同一子目录下，必须指明其路径！

三、 ‵ timescale语句

时间尺度语句：用于定义跟在该命令后模块的时间单位和时间精度

格式：‵timescale <时间单位> / <时间精度>

  • 时间单位——用于定义模块中仿真时间和延迟时间的基准单位；

  • 时间精度——用来声明该模块的仿真时间和延迟时间的精确程度。

**注意：**时间精度值不能大于时间单位值

例：

‵timescale 10ns / 1ns //时间单位为10ns，时间精度为1ns

练习：

用’include语句设计16位加法器

该处adder.v和adder16.v两个模块都在同一个子目录下面，必须指明绝对路径才能运行，原因是Makefile的问题，Makefile里没有定义当前文件所在目录，所以include里直接写文件名找不到要用绝对路径

参考：https://blog.csdn.net/wohu1104/article/details/111085894

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