7.5 Verilog 其他系统任务

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2023-03-14

仿真控制：$finish, $stop

系统任务	调用格式	任务描述
退出仿真	$finish( type ) ;	结束仿真，参数 type 可选择退出仿真时是否打印信息 type=0: 直接退出不打印 type=1: 打印仿真时间和该语句所在的位置行信息 type=2: 打印仿真时间、位置、存储器和 CPU 时间的使用情况
暂停仿真	$stop( type ) ;	暂停仿真，用法格式与 $finish 相同

$finish 与 $stop 都有让仿真停止的功能，但他们还是有区别的。

$finish 是结束本次仿真。$stop 是暂停当前的仿真。仿真暂停后通过 Verilog 仿真工具或命令行还可以使仿真继续进行，而结束仿真后仿真无论如何也不能再进行。$stop 类似于 C 语言的断点调试功能。

下面用仿真说明 type 类型对应的打印信息。

实例

initial begin
forever begin
# 100 ;
if ( $time >= 10000 ) $finish ( 0 ) ;
//if ($time >= 10000) $finish(1) ;
//if ($time >= 10000) $finish(2) ;
end
end

$finish(0)，仿真退出时不打印任何信息。

$finish(1)，仿真退出时打印仿真时间和 $finish 所在的行信息，如下所示。

模块 test 时间精度为 ns，但是仿真器时间精度为 ps，所以打印的时间信息相差 1000 倍。

$finish(2)，仿真退出时不仅打印仿真时间和行信息，还打印 PC 机使用的时间以及及存储器的使用情况，如下所示。

时间格式：$printtimescale, $timeformat

系统任务	调用格式及说明
打印时间单位和精度	$printtimescale( hierarchy ) ;
	该系统任务会按照如下格式打印 timescale 信息 TimeScale of ( hierarchy ) is 1 ( unit ) / 1 ( precision ) hierarchy 为模块访问层次，可省略，此时打印当前模块的 timescale 信息
设置时间单位和精度	$timeformat(unit_num, precision_num, suffix_string, min_field_width)
	unit_num，设置时间单位，默认以 `timescale 为准 precision_num, 设置时间单位中小数的有效位数，默认为 0 suffix_string, 设置时间后缀信息，例如 "ns" 等，默认为空 min_field_width, 设置时间信息所占的字符节数，默认为 20

当显示任务（如 $display、$monitor 等）和文件写任务（如 $display 等）使用格式 "%t" 进行数据输出时，$timeformat 可以指定时间单位信息的输出格式。

$timeformat 中 unit_num 是使用有符号数来指定时间单位的，其对应关系如下表所示：

unit_num	时间单位	unit_num	时间单位
0	1 s	-8	10 ns
-1	100 ms	-9	1 ns
-2	10 ms	-10	100 ps
-3	1 ms	-11	10 ps
-4	100 us	-12	1 ps
-5	10 us	-13	100 fs
-6	1 us	-14	10 fs
-7	100 ns	-15	1 fs

利用如下代码对时间刻度的 2 个系统任务进行简单的仿真。

实例

//change timescale
initial begin
# 10 ;
//ps精度，小数为5位有效数字，单位后缀显示"my-ps", 占15个字符大小的长度
$timeformat ( - 12 , 5 , " my-ps" , 15 ) ;
end
initial begin
# 5 ;
$printtimescale ( ) ;
$display ( "Time before resetup: %t" , $time ) ;
# 10 ;
$printtimescale ( ) ;
$display ( "Time after resetup: %t" , $time ) ;
end

仿真 log 如下所示。

由图可以对比 $timeformat 设置前后时间的显示格式。

此外，此过程中 timescale 始终是没有变的，$timeformat 只是改变了时间的显示格式。

仿真时间：$time, $stime, $realtime

系统任务调用	说明
$time	返回一个 64bit 整数型时间值
$stime	返回一个 32bit 整数型时间值
$realtime	返回一个实数型时间值，可以是浮点数

仿真代码如下：

实例

initial begin
# 10 ;
$display ( "$time output1: %t" , $time ) ;
$display ( "$stime output1: %t" , $stime ) ;
$display ( "$realtime output1: %t" , $realtime ) ;
# 3.2 ;
$display ( "$time output2: %t" , $time ) ;
$display ( "$stime output2: %t" , $stime ) ;
$display ( "$realtime output2: %t" , $realtime ) ;
# 5.6 ;
$display ( "$time output2: %t" , $time ) ;
$display ( "$stime output2: %t" , $stime ) ;
$display ( "$realtime output2: %t" , $realtime ) ;
end

仿真 log 如下所示。

由于仿真时间短，$time 与 $stime 是没有区别的。

但是 $realtime 会按照当前的时间精度对仿真时间进行准确读取，而 $time 和 $stime 会根据时间精度对当前时间进行四舍五入的读取。

命令行传参：$test$plusargs, $value$plusargs

Verilog 还提供了交互任务 $test$plusargs 和 $value$plusargs ，仿真时可通过命令行传参的方式进行参数的传递，为仿真调试提供了极大的便利。

系统任务	调用格式	任务描述
字符串传参	$test$plusargs( str ) ;	仿真时通过命令行传递的字符串数据如果和 str 一致，则返回值为 1，否则为 0。
数值传参	$value$plusargs( str, var ) ;	仿真时通过命令行传递的字符串数据如果和 str 一致，则返回值为 1，否则为 0。需要在 str 内部指定传递给 module 内 var 变量的类型，格式可参考显示任务 $display

使用 $test$plusargs( str ) 时，只需在仿真命令行中加入"+str "即可。

使用 $value$plusargs( str，var ) 时，需要在 str 内部指定传递参数时数值的类型。而在命令行传递参数时，数值不需要添加任何有关进制的说明，只保留相关进制的数值即可。命令行传递参数的格式需要参照 $value$plusargs 时 str 声明的格式。

下面用仿真说明：

实例

initial begin
if ($test$plusargs ( "DISPLAY_CTRL" ) ) begin
$display ( "Display simulation information!!!" ) ;
end
end
reg [ 1 : 0 ] display_sel ;
initial begin
if ($value$plusargs ( "INFO_SEL=%b" , display_sel ) ) begin
$display ( "Parameter transfer succeeds!!!" ) ;
end
else begin
display_sel = 2'b0 ;
end
end
initial begin
# 1 ;
if (display_sel == 2'b01 )
$display ( "You have selected Xnip!!!" ) ;
else if (display_sel == 2'b10 )
$display ( "You have selected Verilog!!!" ) ;
else if (display_sel == 2'b11 )
$display ( "You have selected Me!!!" ) ;
else
$display ( "What do you really what???" ) ;
end

在仿真命令行中增加： +DISPLAY_CTRL +INFO_SEL=01

则仿真 log 如下，由此可知，字符串参数和二进制参数均传递正确。

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