原创 verilog中的`timescale(转载)

        今天看了很多博主写的关于verilog中的timescale的东西，收获很多。将大家的东西转载一下，并加点自己的整理东西。

         在Verilog HDL 模型中，所有时延都用单位时间表述。使用`timescale编译器指令将时间单位与实际时间相关联。该指令用于定义时延的单位和时延精度。`timescale编译器指令格式为：

     imescale time_unit / time_precision<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

          time_unit 和time_precision 由值1、10、和100以及单位s、ms、us、ns、ps和fs组成。例如：

    `imescale 1ns/100ps

   表示时延单位为1ns, 时延精度为100ps。`timescale 编译器指令在模块说明外部出现, 并且影响后面所有的时延值。例如:

`timescale 1ns/ 100ps

MODULE AndFunc (Z, A, B);

OUTPUT Z;

input A, B;

and # (5.22, 6.17 ) Al (Z, A, B);

//规定了上升及下降时延值。

endMODULE

　　编译器指令定义时延以ns为单位，并且时延精度为1/10 ns（100 ps）。因此，时延值5.22对应5.2 ns, 时延6.17对应6.2 ns。如果用如下的`timescale程序指令代替上例中的编译器指令,

`timescale 10ns/1ns

那么5.22对应52ns, 6.17对应62ns。

　　在编译过程中，`timescale指令影响这一编译器指令后面所有模块中的时延值，直至遇到另一个`timescale指令或`resetall指令。当一个设计中的多个模块带有自身的`timescale编译指令时将发生什么？在这种情况下，模拟器总是定位在所有模块的最小时延精度上，并且所有时延都相应地换算为最小时延精度。

    (以下转自另一篇文章：)

在verilog中是没有默认timescale的。一个没有指定timescale的verilog模块就有可能错误的继承了前面编译模块的无效timescale参数。

所以在verilog的LRM中推荐“在每个module的前面指定`timescale,并且相应的在最后加一个`resetall来确保timescale的局部有效”

在编译过程中，`timescale指令影响这一编译器指令后面所有模块中的时延值，直至遇到另一个`timescale指令或`resetall指令。当一个设计中的多个模块带有自身的`timescale编译指令时将发生什么？在这种情况下，模拟器总是定位在所有模块的最小时延精度上，并且所有时延都相应地换算为最小时延精度。例如，

`timescale 1ns/ 100ps

MODULE AndFunc (Z, A, B);

OUTPUT Z;

input A, B;

and # (5.22, 6.17 ) Al (Z, A, B);

endMODULE

`timescale 10ns/ 1ns

MODULE TB;

reg PutA, PutB;

WIRE GetO;

initial

begin

PutA = 0;

PutB = 0;

#5.21 PutB = 1;

#10.4 PutA = 1;

#15 PutB = 0;

end

AndFunc AF1(GetO, PutA, PutB);

endMODULE

在这个例子中，每个模块都有自身的`timescale编译器指令。`timescale编译器指令第一次应用于时延。因此，在第一个模块中，5.22对应5.2 ns, 6.17对应6.2 ns; 在第二个模块中5.21对应52 ns, 10.4对应104 ns, 15对应150 ns。如果仿真模块TB，设计中的所有模块最小时间精度为100 ps。因此，所有延迟（特别是模块TB中的延迟）将换算成精度为100 ps。延迟52 ns现在对应520*100 ps，104对应1040*100 ps，150对应1500*100 ps。更重要的是，仿真使用100 ps为时间精度。如果仿真模块AndFunc，由于模块TB不是模块AddFunc的子模块，模块TB中的`timescale程序指令将不再有效。

        为了确认这种用法，我编写了一个小小的包含两个模块module_a和module_b的testbench，其中module_a,module_b与testbench指定了不同的timescale精度。通过simulation的波形可以发现,Simulator的确在不同的module中使用了不同的times精度。

代码如下：

文件名：module_a.v

`timescale 100ps/1ps

module module_a (clk) ;

input clk;

wire clk_a ;

assign #5 clk_a = clk;

endmodule

`resetall

文件名：module_b.v

`timescale 10ps/1ps

module module_b (clk) ;

input clk;

wire clk_b ;

assign #5 clk_b = clk;

endmodule

`resetall

文件名：testbench.v

`timescale 1ns/10ps

module tb();

reg clk;

initial begin

clk = 0;

end

initial

begin

$fsdbDumpvars;

#12 $finish;

end

always begin

#1 clk = ~clk;

end

module_a a_inst(clk);

module_b b_inst(clk);

endmodule

针对这三个文件，进行不同的修改，得到不同的波形：

源文件如下：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/2/24/f23c6172-af68-4d1c-ad1e-60af9aeb0c4d.rarhttps://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/2/24/88c0284f-af14-4854-a806-bf6f9689c0f5.rar" target=_blank>

对应源文件生成的波形图如下： 

另： 注意使用timescale时，前面为" ` "，体现在键盘上为数字键“1”前的按键，否则，编译时会出现以下问题：

** Error: src/counter16_tb.v(6): near "'t": Illegal base specifier in numeric constant.
** Error: src/counter16_tb.v(6): near "'t":  expecting: LIBRARY CONFIG
** Error: src/counter16_tb.v(6): Expecting numeric digits.