verilator书写C++版模块testbench

默认顶层模型名称为top，环境名称为contextp

const std::unique_ptr<VerilatedContext> contextp{new VerilatedContext};
const std::unique_ptr<Vxxx> top{new Vxxx{contextp.get(), "TOP"}};
// xxx为自定义待测模块名，由Makefile生成类在Vxxx.h中

仿真信号的操控

总共3种语句：

• 信号延时： contextp->timeInc(1);，数字为设定的时间宽度，单位默认ps，表示先前状态的时延
• 信号赋值： top->xxx = xxx;，xxx为信号名称，表示时延之后信号的新值
• 模型同步： top->eval();，就是Evaluate Model

前两种负责改变仿真状态，最后的模型同步负责保存前两种的状态改变，同步到波形图中。若没有最后的模型同步，仿真信号不会更新到波形图中。

模型大致总结如下：

注意点1

前两种语句的顺序无所谓。

信号延时表示以之前top->eval()记录的状态保持多少时间；信号赋值表示在时延之后信号应该是什么值。两种语句任意调换顺序都不会影响波形变化。

注意点2

根据前述总结模型，仿真过程中时序逻辑上升沿的判断应在模型同步之后。

在时钟上升沿处手动调整信号，则上升沿处读入的是调整后的信号，举例如下

    contextp->timeInc(1);
    top->clk = !top->clk;
        top->div_signed_i = 0;
        top->Z_i = 0x00000010;
        top->D_i = 0x00000004;
        top->div_valid = 1;	// 调高
        top->res_ready = 1;
    top->eval();

    // specific test
    std::cout << "[specific test]" << std::endl;
    div_expRes(top->Z_i, top->D_i, top->div_signed_i, expRes);

    contextp->timeInc(1);
    top->clk = !top->clk;
    top->div_valid = 0;	// 调低，此处为时钟上升沿
    top->eval();

若上升沿div_valid为高，完成握手则div_status变为1。此处没有，说明仿真时上升沿得到的div_valid为后赋的值0

注意点3

对于每次模型同步，信号延时语句的数值会相加；而信号赋值则会后语句覆盖前语句，举例如下

① top->eval()前单次信号赋值和时延：

    // init signal
    top->Z_i = 1;
    top->rst_n = 0;
    top->clk = 0;
    top->eval();	// 别忘了这一个，初始的赋值

    contextp->timeInc(1); // 保持当前信号情况，持续1ps时间
    top->clk = !top->clk; // 信号改变
    top->Z_i = 2;
    top->eval();          // 模型同步

可见，同步了1ps

② top->eval()前多次信号赋值和时延：

    // init signal
    top->Z_i = 1;
    top->rst_n = 0;
    top->clk = 0;
    top->eval();	// 别忘了这一个，初始的赋值

    contextp->timeInc(1); // 保持当前信号情况，持续1ps时间
    top->clk = !top->clk; // 信号改变
    top->Z_i = 2;
    contextp->timeInc(1);
    top->Z_i = 1;
    top->eval();          // 模型同步

看到clk为1（若再取反则变为0）；Z_i为1

③ 用两个top->eval()分别记录两次状态变化：

    // init signal
    top->Z_i = 1;
    top->rst_n = 0;
    top->clk = 0;
    top->eval();

    contextp->timeInc(1); // 保持当前信号情况，持续1ps时间
    top->clk = !top->clk; // 信号改变
    top->Z_i = 2;
    top->eval();

    contextp->timeInc(1);
    top->clk = !top->clk;
    top->Z_i = 1;
    top->eval();          // 模型同步

简写宏

据此理解书写，倒有种写固定管线OpenGL的感觉。

对于有时钟信号的tb，用宏包装一下更舒服（写法还是从os那儿学的）

#define step(statements) do { \
        contextp->timeInc(1); \
        top->clk = !top->clk; \
            {statements}      \
        top->eval();          \
    } while (0)

使用时仅需

step();	//无信号改变
step({
    top->xxx = 0x12;
    // ...
});	// 延时完改变信号