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1、第九讲 基本的输入和输出,提纲,基本input/output文件 测试程序（Testbenches） ASSERT语句,文件对象,VHDL的对象包括 信号 变量 常量 文件 通过引入文件类型，使得我们可以定义和使用文件对象,文件定义,文件可以通过它所存储的内容来进行区分 type text 是字符串文件； type IntegerFileType 是整数型文件； VHDL 1987中的文件定义 file infile: text is in “inputdata.txt”； file outfile: text is out “outputdata.txt”； VHDL 1993中的文件定义
2、file infile: text open read_mode is “inputdata.txt”; file outfile: text open write_mode is “outputdata.txt”;,文件定义：二进制I/O文件（VHDL 1993）,文件定义：二进制I/O文件（VHDL 1993）,VHDL支持read（f,value）, write（f, value）和 endfile（f）操作； VHDL 93支持File_Open（）和File_Close（）操作； 直接和间接的文件打开操作；,文件定义：二进制I/O文件（VHDL 1987）,文件定义：二进制I/O文件
3、（VHDL 1987）,VHDL1987支持read（f,value）, write（f, value）和 endfile（f）操作； 通过文件声明来间接地进行文件打开操作；,文件定义：TEXTIO包,文件定义：TEXTIO包,文件是按行（lines）来组织的； Read（）和write（）子程序对line数据结构进行操作； Readline（）和writeline（）子程序和文件进行数据交换； 基于Text的 I/O操作； 在STD 库的TEXTIO包中封装了全部的操作子程序 从行（ lines ）中读取和写入预定义类型数据的子程序； 针对std_input and std_output的预
4、定义访问操作； 子程序名的重载（Overloaded）；,文件定义：TEXTIO包的使用,文件定义：TEXTIO包的使用,文件定义：TEXTIO包的使用,文件定义：扩展TEXTIO支持其他数据类型,对用户隐藏TEXTIO的ASCII格式； 针对所希望的数据类型的读和写，如， std_logic_vector ，提供类型转换子程序； 将子程序封装在包中； 将包（ package）安装在库（ library）中，然后通过use 子句使库中的内容可见；,代码示例：类型转换,代码示例：类型转换,代码示例：（Bhasker95）,输出格式定义： write (buf, “This is the head
5、er”); writeline (outfile,buf); write (buf, “Clk =”); write (buf, clk); write (buf, “, N1 =”); write (buf, N1); 输出结果： This is the header Clk = 0, N1 = 01001011,代码示例：（Bhasker95）,读入的格式化输入行：,代码示例：（Bhasker95）,读入该格式化输入行的程序：,代码示例：文件名的处理,代码示例：文件名的处理,在上面的代码中假定“input”映射到模拟器的控制台 通常“input”和 “output”分别映射到标准输入和标准
6、输出,代码示例：测试模块,代码示例：测试模块,代码示例：测试程序（Testbenches）, 测试程序具有一定的通用性 基本策略是：施加测试激励，测量和记录响应矢量,代码示例：测试程序（Testbenches）,测试程序产生周期性的时钟信号并施加测矢量,代码示例：测试程序（Testbenches）,代码示例：结构化测试模块,测试激励的生成,定义功能测试所需的激励矢量和参考矢量 激励源 局部常数阵列 I/O文件 时钟和复位信号的生成 通常与激励矢量相隔离 实现周期性的激励,测试激励的生成：示例（Smith96）,测试激励的生成：示例（Smith96）,测试结果的确认（Validation）,将测
7、试响应矢量与参考矢量相比较，并在外部文件中记录其中不匹配的部分（出错点）； 同时需要记录出错点所对应的仿真时间点； 可能需要记录仿真状态。,断言（ASSERT）,将测试响应矢量与参考矢量相比较，并在外部文件中记录其中不匹配的部分（出错点）； 同时需要记录出错点所对应的仿真时间点； 可能需要记录仿真状态。,断言（ASSERT）,assert Q = check(1) and Qbar = check(0) report “Test Vector Failed” severity error; 仿真器控制台输出示例 Selected Top-Level: srbench (behavioral)
8、: ERROR : Test Vector Failed : Time: 20 ns, Iteration: 0, Instance: /T1. : ERROR : Test Vector Failed : Time: 100 ns, Iteration: 0, Instance: /T1.,断言（ASSERT）,assert Q = check(1) and Qbar = check(0) report “Test Vector Failed” severity error; 仿真器控制台输出示例 Selected Top-Level: srbench (behavioral) : ERRO
9、R : Test Vector Failed : Time: 20 ns, Iteration: 0, Instance: /T1. : ERROR : Test Vector Failed : Time: 100 ns, Iteration: 0, Instance: /T1.,断言（ASSERT）,设计者可以在预定义的级别上报告出错情况：NOTE,WARNING, ERROR and FAILURE （枚举类型） 报告的参数是一个字符串，该字符串会写到仿真输出 断言所对应的操作是仿真器相关的 并行 vs. 串行断言语句 在不中断仿真的情况下TEXTIO比 ASSERT快,断言（ASSERT
10、）：示例（Bhaskar 95）,architecture check_times of DFF is constant hold_time: time:=5 ns; constant setup_time : time:= 2 ns; begin process variable lastevent: time; begin if devent then assert NOW = 0 ns or (NOW - lastevent) =hold_time report “Hold time too short” severity FAILURE; lastevent := NOW; end if; - check setup time - D flip flop behavioral model end process; end architecture check_times,总结,基本input/output ASCII I/O和 TEXTIO package binary I/O VHDL 87 vs. VHDL 93 测试程序（Testbenches） ASSERT语句,