用vhdl写testbench文件的简单方法

Vhdl -- 写Testbench

1         六进制计数器的代码

Library ieee;  

use ieee.std_logic_1164.all;  

use ieee.std_logic_arith.all;  

use ieee.std_logic_unsigned.all;  

entity cnt6 is  

port  

  (clr,en,clk :in std_logic;  

  q  :out  std_logic_vector(2 downto 0)  

  );  

end entity;  

architecture rtl of cnt6 is  

signal tmp  :std_logic_vector(2 downto 0);  

begin  

  process(clk)  

--    variable q6:integer;  

    begin  

      if(clk'event and clk='1') then  

        if(clr='0')then  

          tmp<="000";  

        elsif(en='1') then  

          if(tmp="101")then  

            tmp<="000";  

          else  

            tmp<=unsigned(tmp)+'1';  

          end if;  

        end if;  

      end if;  

      q<=tmp;  

--      qa<=q(0);  

--     qb<=q(1);  

--     qc<=q(2);  

  end process;  

end rtl;  

2         六进制计数器testbench的代码

library ieee;  

use ieee.std_logic_1164.all;  

  entity cnt6_tb is   

end cnt6_tb;  

architecture rtl of cnt6_tb is  

  component cnt6  

    port(  

      clr,en,clk :in std_logic;  

      q  :out  std_logic_vector(2 downto 0)  

      );  

  end component;  

    signal clr  :std_logic:='0';  

  signal en   :std_logic:='0';  

  signal clk  :std_logic:='0';  

  signal  q   :std_logic_vector(2 downto 0);  

      constant clk_period :time :=20 ns;   

  begin  

    instant:cnt6 port map  

    (  

      clk=>clk,en=>en,clr=>clr,q=>q  

      );  

  clk_gen:process  

  begin      

    wait for clk_period/2;  

    clk<='1';   

    wait for clk_period/2;  

    clk<='0';  

  end process;  



  clr_gen:process  

  begin  

    clr<='0';  

    wait for 30 ns;  

    clr<='1';  

    wait;  

  end process;  

        en_gen:process  

  begin  

    en<='0';  

    wait for 50ns;  

    en<='1';  

    wait;  

  end process;  

end rtl;  

3         Testbench固定的一套格式

其实testbench也有自己固定的一套格式,总结如下:

--测试平台文件(testbench)的基本结构  

library ieee;  

use ieee.std_logic_1164.all;  

  entity test_bench is      --测试平台文件的空实体(不需要端口定义)  

end test_bench;  

architecture tb_behavior of test_bench is  

    component entity_under_test         --被测试元件的声明  

        port(  

        list-of-ports-theri-types-and-modes  

        );  

    end component;  

begin  

    instantiation:entity_under_test port map  

    (  

        port-associations  

    );  

    process()       --产生时钟信号  

    ……  

    end process;  

    process()       --产生激励源  

    ……  

    end process;  

end tb_behavior;  

3.1      简单计数程序源码  

library ieee;  

use ieee.std_logic_1164.all;  

use ieee.std_logic_unsigned.all;  

use ieee.std_logic_unsigned.all;  

entity sim_counter is  

    port(  

        clk     :in     std_logic;  

        reset   :in     std_logic;  

        count   :out    std_logic_vector(3 downto 0)  

        );  

end entity;  

architecture behavioral of sim_counter is  

signal temp :std_logic_vector(3 downto 0);  

begin  

    process(clk,reset)  

    begin  

        if reset='1' then  

            temp<="0000";  

        elsif clk'event and clk='1' then  

            temp<=temp+1;  

        end if;  

    end process;  

    count<=temp;  

end behavioral;  

3.2      简单计数程序,测试文件代码(testbench)  

library ieee;  

use ieee.std_logic_1164.all;  

use ieee.std_logic_unsigned.all;  

use ieee.numeric_std.all;  

entity counter_tb_vhd is            --测试平台实体  

end counter_tb_vhd;  

architecture behavior of counter_tb_vhd is  

    --被测试元件(DUT)的声明  

    component sim_counter  

    port(  

        clk :in std_logic;  

        reset   :in std_logic;  

        count   :out std_logic_vector(3 downto 0)  

        );  

    end component;  

    --输入信号  

    signal clk:std_logic:='0';  

    signal reset :std_logic:='0';  

    --输出信号  

    signal count    :std_logic_vector(3 downto 0);  



    constant clk_period :time   :=20 ns;        --时钟周期的定义  



begin  

    dut:sim_counter port map(  

        clk=>clk,reset=>reset,counter=>counter  

        );  

    clk_gen:process  

    begin  

        clk='1';  

        wait for clk_period/2;  

        clk='0';  

        wait for clk_period/2;  

    end process;  



    tb:process      --激励信号  

    begin  

        wait for 20 ns;  

        reset<='1';  

        wait for 20 ns;  

        reset<='0';  

        wait for 200 ns;  

        wait;       --will wait forever;  

    end process;  

end;  

4        激励信号的产生方式  

4.1      自书写

1,  以一定的离散时间间隔产生激励信号的波形。

2,  基于实体的状态产生激励信号,也就是说基于实体的输出响应产生激励信号

两种常用的复位信号  

1.周期性的激励信号,如时钟  

2.时序变化的激励型号,如复位  

  --eg.产生不对称时钟信号  

    w_clk<='0' after period/4 when w_clk='1' else  

           '1' after 3*period/4 when w_clk='0' else  

           '0';   

--eg.产生堆成时钟信号,process语句  

clk_gen1:process  

constan clk_period  := 40 ns;  

begin  

    clk='1';  

    wait for clk_period/2;  

    clk='0';  

    wait for clk_period/2;  

end process;  

    

4.2       Quartus II 自动生成

如果自己不想写这些testbench的这些固定格式,可以在quartus里自动生成testbench文件的模板,然后往里面写信号就行了

步骤:processing->start->starttest bench template write

这里需要注意的是要在仿真选项里选择一个仿真工具,然后才会生成testbench

自动生成的testbench模板格式如下:

[c-sharp]

-- Copyright (C) 1991-2008 Altera Corporation  

-- Your use of Altera Corporation's design tools, logic functions   

-- and other software and tools, and its AMPP partner logic   

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-- (including device programming or simulation files), and any   

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-- to the terms and conditions of the Altera Program License   

-- Subscription Agreement, Altera MegaCore Function License   

-- Agreement, or other applicable license agreement, including,   

-- without limitation, that your use is for the sole purpose of   

-- programming logic devices manufactured by Altera and sold by   

-- Altera or its authorized distributors.  Please refer to the   

-- applicable agreement for further details.  



-- ***************************************************************************  

-- This file contains a Vhdl test bench template that is freely editable to     

-- suit user's needs .Comments are provided in each section to help the user   

-- fill out necessary details.                                                  

-- ***************************************************************************  

-- Generated on "03/13/2011 20:05:04"  



-- Vhdl Test Bench template for design  :  cnt6  

--   

-- Simulation tool : ModelSim (VHDL)  

--   



LIBRARY ieee;                                                

USE ieee.std_logic_1164.all;                                 



ENTITY cnt6_vhd_tst IS  

END cnt6_vhd_tst;  

ARCHITECTURE cnt6_arch OF cnt6_vhd_tst IS  

-- constants                                                   

-- signals                                                     

SIGNAL clk : STD_LOGIC;  

SIGNAL clr : STD_LOGIC;  

SIGNAL en : STD_LOGIC;  

SIGNAL q : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);  

COMPONENT cnt6  

    PORT (  

    clk : IN STD_LOGIC;  

    clr : IN STD_LOGIC;  

    en : IN STD_LOGIC;  

    q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)  

    );  

END COMPONENT;  

BEGIN  

    i1 : cnt6  

    PORT MAP (  

-- list connections between master ports and signals  

    clk => clk,  

    clr => clr,  

    en => en,  

    q => q  

    );  

init : PROCESS                                                

-- variable declarations                                       

BEGIN                                                         

        -- code that executes only once                        

WAIT;                                                         

END PROCESS init;                                             

always : PROCESS                                                

-- optional sensitivity list                                    

-- (        )                                                   

-- variable declarations                                       

BEGIN                                                           

        -- code executes for every event on sensitivity list   

WAIT;                                                         

END PROCESS always;                                            

END cnt6_arch;  

 

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