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关于`timescale命令的作用以及时间精度的理解

Black-S 2023-07-15 原文

1、什么是`timescale命令

  `timescale命令绝大部分人都不陌生，多多少少都见过，但仍然存在许多我们需要注意的地方。 `timescale命令是用来说明该命令后的模块的时间单位和时间精度。

格式如下：

`timescale<时间单位>/<时间精度>

  • 时间单位：用来定义模块中仿真时间和延迟时间的基准单位的；
  • 时间精度：用来声明该模块的仿真时间的精度程度。

需要注意的是：

        在使用`timescale时，前面为" ` "，在键盘左上角，数字键“1”前的按键，英文状态下可按出，并不是单引号‘，别被迷惑了。如果按错了，编译时就会问题！

2、使用要求

除了上述`timescale的格式外，还需要遵守以下三点：

  • 时间精度值不能大于时间单位值；
  • 时间单位和时间精度参量值的数字必须是整数，其有效值位1、10、100；
  • 单位可以是s、ms、us、ns、ps、fs（见下表）。
时间名称时间单位定义
秒s1 s
毫秒ms10^-3 s
微秒us10^-6 s
纳秒ns10^-9 s
皮秒ps10^-12 s
飞秒fs10^-15 s

3、`timescale命令的用法以及时间精度的理解

例1

`timescale 1ns/1ps ：表示模块中所有的时间值都表示1ns的整数倍，延迟时间可表达为带3位小数的实型数（时间精度1ps是时间单位0.001ns,1ps=10^-3 * 1ns ,即延迟时间的最小分辨度为千分之一纳秒，所以是3位小数的实型数）。

例2

`timescale 10us/100ns ：表示模块中所有的时间值都表示10us的整数倍，延迟时间可表达为带1位小数的实型数（时间精度100ns是时间单位0.10us,100ns=10^-2 * 10us ,即延迟时间的最小分辨度为百分之一微秒,所以是2位小数的实型数）。

可见夏宇闻《Verilog数字系统设计教程》第4版112页

例3

上述两个例子仅仅是一个概念的介绍，下面将通过代码以及对应的波形来详细讲解

`timescale 10ns/1ns     //时间单位为10ns，时间精度为1ns
 
module test;
    reg set;
    parameter d1 = 1.54;
    parameter d2 = 1.55;
    initial begin
        #1     set = 0;     //1*10 ns  = 10ns
        #d1    set = 1;    //1.54*10ns = 15.4ns ≈ 15ns
        #d2    set = 0;    //1.55*10ns = 15.5ns ≈ 16ns
    end
endmodule

 与之对应的波形如下：

        第1次在#1时对set赋值0，因为时间单位为10ns，#1表示延时1个时间单位，此时延时时间为10ns。
        第2次在#d1时对set赋值1，#d1表示延时1.54个时间单位，又因为时间精度为1ns，          1ns=10^-1*10ns，可表达为1位小数的实型数，所以通过四舍五入即为1.5个时间单位，即15ns，加上第1次的延时时间10ns，此时延时时间为10ns+15ns=25ns。
        第3次在#d2时对set赋值0，#d2表示延时1.55个时间单位，同理，根据时间精度可表达为1位小数的实型数，通过四舍五入即为1.6，即16ns，此时延时时间为25ns+16ns=41ns。

 注意：时间精度越高，仿真所消耗的资源和时间就越多，如果没有必要，应尽量将时间精度设置得更大一些！

关于时间精度的介绍是本人根据自己所学知识的理解，可能会存在一些不足，欢迎大家评论指正指正。

参考：

夏宇闻《Verilog数字系统设计教程》第4版

你真的会用`timescale吗？_孤独的单刀的博客-CSDN博客_路timescale

timescale的stylexffxff0cfpga开发开发语言

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