我们需要一个称为testbench的环境对设计运行任何类型的仿真。
What is the purpose of a testbench ?
Testbench允许我们通过仿真来验证设计的功能。它是一个容器，其中放置设计并使用不同的输入激励进行驱动。
- 生成不同类型的输入刺激
- 使用生成的激励驱动设计输入
- 允许设计处理输入并提供输出
- 以预期行为检查输出以查找功能缺陷
- 如果发现功能性错误，则更改设计以修复该错误
- 执行上述步骤，直到不再出现功能缺陷
Components of a testbench
introduction中现实的示例不是模块的、可扩展的、灵活的、甚至不是可重用的，因为 DUT 的连接方式以及信号的驱动方式。让我们看一个简单的测试平台，并尝试了解促进与 DUT 之间传输数据的各种组件。
| Component | Description |
|---|---|
| Generator | 产生不同的输入激励以驱动 DUT |
| Interface | 包含可驱动或监控的设计信号 |
| Driver | 驱动生成的激励到设计中 |
| Monitor | 监控设计输入输出端口以捕获设计活动 |
| Scoreboard | 检查设计输出是否具有预期行为 |
| Environment | 包含上述所有验证组件 |
| Test | 包含可以使用不同配置进行调整的环境 |
What is DUT ?
DUT 代表 Design Under Test，是用 Verilog 或 VHDL 编写的硬件设计。DUT 是一个术语，通常用于芯片制造后的硅后验证。在预验证中，它也被称为 Design Under Verification，简称 DUV。
// All verification components are placed in this top testbench module
module tb_top;
// Declare variables that need to be connected to the design instance
// These variables are assigned some values that in turn gets transferred to the design
// as inputs because they are connected with the ports in the design
reg clk;
wire en;
wire wr;
wire data;
// Instantiate the design module and connect the varibles declared above with the ports
// in the dsign
design myDsn (
.clk(clk),
.en(en),
.wr(wr),
...
.data(data)
);
// Develop rest of the testbench and write stimulus that can be driven to the design
endmodule
WHat is an interface ?
如果设计包含数百个端口信号，则连接、维护和重用这些信号将很麻烦。相反，我们可以将所有设计输入输出端口放入一个容器中，该容器将成为 DUT 的接口。然后，可以通过此接口使用值驱动设计。
Waht is a driver ?
驱动程序是通过接口中定义的任务对 DUT 进行 pin-wiggling 的验证组件。当驱动器必须为设计驱动一些输入值时，它只需要在接口中调用预定义的值，而实际上不知道这些信号之间的时序关系。时序信息在接口提供的范围内定义。这是使测试平台更加灵活和可扩展所需的抽象级别。将来，如果接口发生变化，那么新的驱动程序可以调用相同的任务并以不同的方式驱动信号。task
How does the driver know what to drive ?
generator 是一个验证组件，可以创建有效的数据事务并将其发送给驱动程序。然后，驱动程序可以简单地通过接口驱动 generator 提供给他的数据。数据事务实现为类对象，如上图中的蓝色方块所示。驱动程序的工作是获取数据对象并将其转换为 DUT 可以理解的内容。
Why is a monitor required ?
到目前为止，人们一直在讨论如何将数据驱动到被测设备。但这只是一半，因为我们的主要目标是验证设计。DUT 处理输入数据并将结果发送到输出引脚。监视器拾取处理后的数据，将其转换为数据对象并将其发送给scoreboard。
Waht is the purpose of a scoreboard ?
scoreboard 可以具有与 DUT 行为相同的参考模型。此模型反映了 DUT 的预期行为。发送到 DUT 的输入也会发送到此参考模型。因此，如果 DUT 存在功能问题，则 DUT 的输出将与参考模型的输出不匹配。因此，比较设计和参考模型的输出将告诉我们设计中是否存在功能缺陷。这通常是在 scoreboard 上完成的。
Why is an environment required ?
它使验证更加灵活和可扩展，因为可以将更多组件插入到同一环境中，以便将来的项目使用。
What does the test do ?
测试将实例化环境的对象，并按照测试想要的方式对其进行配置。请记住，我们很可能会有数千个测试，并且对每个测试的环境进行直接更改是不可能的。相反，我们希望环境中的某些 knobs/parameters 可以针对每个测试进行调整。这样，测试将刺激的产生更好的控制，并且会更有效。
What are abstraction levels ?
在前言中，您看到我们使用单个信号切换了设计。
#5 resetn <= 0;
#20 resetn <= 1;
相反，如果您将这两个信号放在一个任务中并称其为“apply_reset”任务，则您刚刚创建了一个可以重复使用的组件，并隐藏了断言的信号和时间间隔的详细信息。这是我们在开发测试平台时希望拥有的一个功能-隐藏细节-这样测试编写者就不需要为如何使用而烦恼，而是专注于何时以及为什么应该使用这些任务。测试编写者最终使用任务、配置环境并编写代码来测试设计。
module tb_top;
bit resetn;
task apply_reset ();
#5 resetn <= 0;
#20 resetn <= 1;
endtask
initial begin
apply_reset();
end
endmodule