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実習:自分で失敗を報告するテストベンチ
DUT・刺激・参照モデル・判定を分け、reset・enable・wrapを競合のない時点で検査します。
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実装と検査器を分けます
テストベンチは刺激を供給し、期待動作を計算して不一致を報告するシミュレーションコードです。合成対象ではありません。パラメータの授業のmodulo_tickをmodulo_tick.sv、次の完全なコードをtb.svとして保存します。同期resetが優先し、無効エッジではcount保持・pulse解除、有効エッジではmodulo N増加・wrap時だけpulse=1です。DUT内部状態ではなく整数の参照値を使います。
`timescale 1ns/1ps
module tb #(parameter integer N = 5);
localparam integer CW = (N <= 1) ? 1 : $clog2(N);
logic clk = 1'b0;
logic rst = 1'b0;
logic enable = 1'b0;
wire [CW-1:0] count;
wire pulse;
integer expected_count = 0;
logic expected_pulse = 1'b0;
integer checks = 0;
modulo_tick #(.N(N)) dut (
.clk(clk), .rst(rst), .enable(enable),
.count(count), .pulse(pulse)
);
always #5 clk = ~clk;
task automatic step(input logic reset_value, enable_value);
begin
@(negedge clk);
rst = reset_value;
enable = enable_value;
if (reset_value) begin
expected_count = 0;
expected_pulse = 1'b0;
end else begin
expected_pulse = 1'b0;
if (enable_value) begin
expected_count = expected_count + 1;
if (expected_count == N) begin
expected_count = 0;
expected_pulse = 1'b1;
end
end
end
@(posedge clk);
#1;
if (count !== CW'(expected_count) || pulse !== expected_pulse)
$fatal(1, "Mismatch check=%0d count=%0d expected=%0d pulse=%b expected=%b",
checks, count, expected_count, pulse, expected_pulse);
checks = checks + 1;
end
endtask
initial begin
if (N < 1) $fatal(1, "N must be positive");
step(1'b1, 1'b1);
repeat (N-1) step(1'b0, 1'b1);
step(1'b0, 1'b0);
step(1'b0, 1'b1);
step(1'b0, 1'b0);
repeat (2*N+1) step(1'b0, 1'b1);
step(1'b1, 1'b1);
step(1'b0, 1'b0);
$display("PASS N=%0d checks=%0d", N, checks);
$finish;
end
initial begin
#10000;
$fatal(1, "Timeout");
end
endmodule有効エッジの競合を避けます
taskは立下りエッジで入力を設定し、次の立上りエッジのnonblocking更新後に比較します。#1はtimescaleと10nsクロックを指定した教材用観測遅延で、物理的clock-to-Q・setup・hold解析ではありません。再利用環境ではclocking blockなどイベント領域の規律も使えます。最初のresetがDUTを既知にします。参照値初期化はDUT初期化ではありません。!==は既知の期待値に対するX/Zを不一致として検出します。
topを明示してコンパイル・実行します
Icarus Verilogを導入したシェルで実行します。
iverilog -g2012 -s tb -o sim.vvp modulo_tick.sv tb.sv
vvp sim.vvp別々のコンパイルに-P tb.N=1,2,5,8を指定して設定行列を検査します。Icarus公式コマンド文書は言語モードとtop選択を説明します。シミュレータごとに対応範囲が異なるため、実際のバージョンを記録します。
意図的に失敗させます
DUTを一エッジ早くwrapさせるか、pulseの既定解除を除去します。少なくとも一条件でtimeout前に非ゼロ終了の失敗を報告する必要があります。後で正常ソースに戻します。関連する変更を検出できない検査器のPASSは弱い証拠です。
ソースハッシュ・N・命令・終了状態・PASSと意図的失敗の不一致を記録します。このローカルテストをDDS実行と表示してはいけません。汎用テストベンチの遅延・initialと、制限された単一クロック製品実習は別です。