编写Verilog测试程序通常涉及以下步骤:
定义测试平台(Testbench)
创建一个没有输入输出端口的模块,用于仿真测试。
定义时钟信号(clk)和复位信号(rst_n)。
初始化所有必要的寄存器和信号。
实例化待测模块(DUT)
将待测模块的输入端口连接到测试平台的reg寄存器。
将待测模块的输出端口连接到测试平台的wire型变量。
编写激励生成
根据需要设计激励信号,例如时钟边沿触发数据传输。
可以使用`initial`块或`always`块来生成激励信号。
输出校验
使用`$display`函数在仿真软件中输出测试结果。
可以通过比较预期输出和实际输出来校验设计是否正确。
等待信号稳定
使用``延迟指令等待信号稳定,确保测试结果的准确性。
运行仿真
在仿真模式下运行测试程序,观察输出结果并进行分析。
```verilog
// 定义测试平台
module tb_shift_register;
parameter period = 10; // 时钟周期
reg clk;
reg rst_n;
reg [31:0] data_i; // 输入数据
wire [31:0] data_o; // 输出数据
// 实例化待测模块
shift_register uut (
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.data_i(data_i),
.data_o(data_o)
);
// 时钟控制
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
data_o <= 32'b0;
end else begin
if (clk_count == period - 1) begin
data_o <= data_i; // 在每个时钟周期结束时更新输出
clk_count <= 0;
end else begin
clk_count <= clk_count + 1;
end
end
end
// 初始化
initial begin
clk = 1'b1;
rst_n = 1'b1;
data_i = 32'b1010_1111_1000_1111_1111_0000_0001_0000;
(`period/3) rst_n = 1'b0; // 3个时钟周期后复位
(`period*8) 10; // 等待足够的时间以确保信号稳定
end
endmodule
// 待测模块
module shift_register (
input wire clk,
input wire rst_n,
input [31:0] data_i,
output [31:0] data_o
);
reg [31:0] shift_reg;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
shift_reg <= 32'b0;
end else begin
shift_reg <= data_i;
end
end
assign data_o = shift_reg;
endmodule
```
在这个示例中,`tb_shift_register`是测试平台,`shift_register`是待测模块。测试平台生成时钟信号和复位信号,并在每个时钟周期结束时更新输出数据。待测模块在时钟边沿将输入数据左移并输出。通过观察输出数据,可以验证移位寄存器的功能是否正确。