video de testbench – Página 4 – Susana Canel. Curso de VHDL

Lección 11.V69.2. Análisis de un error de la simulación producido por el testbench del contador M.

En este video te muestro cómo falla la simulación en el ModelSim debido a un mal diseño del testbench del contador de módulo 10 que habíamos visto. El error es debido a la forma de generar los pulsos del reset (distinta a la que expliqué en el video anterior). El simulador del ModelSim se “cuelga” y no da ningún informe.

Si te parece útil la explicación no te olvides de darle un clic a “me gusta” ¡Gracias! Para contactarme y solicitarme los manuales del Quartus II que escribí en español en lenguaje amigable (no son una traducción) y también los archivos de las descripciones y testbenchs en formato texto para que los puedas probar, entrá en /contactame/.

Este es el código erróneo que no se puede usar en forma simultánea:

Cuando se corre la simulación la ventana Transcript se ve así:

No hay información alguna sobre el resto de la simulación a partir de 0 ps. La simulación no terminó, se “colgó”. No sale ni por verificación exitosa ni por interrupción por error.

Haciendo zoom al inicio de la simulación se puede ver qué sucedió con la señal de reset. La señal de habilitación nunca cambió de estado.

La ventana de forma de ondas antes de hacer el zoom, se veía así:

Lección 11.V69.1. Testbench y simulación del contador sincrónico, módulo M (decimal).

En este video te explico el testbench de un contador de módulo genérico, probado para módulo 10 (contador decimal). Genero un pulso de reset al principio para dar el valor inicial a las señales y otro pulso para resetear el contador cuando estaba funcionando normalmente. Pruebo la señal de habilitación activa e inactiva. Simulo para comprobar el correcto funcionamiento. Te explico el “warning” por “metavalue” que genera el ModelSim y porqué no es importante.

Generación de los pulsos de reset:

Warning que aparece en la ventana Transcript del ModelSim cuando se ejecuta la simulación:

Lección 11.V67. Testbench del contador binario, sincrónico, bidireccional.

En este video explico el testbench del contador sincrónico, genérico, bidireccional. Y luego lo uso para simular. Genera la señal periódica del reloj, genera un pulso de reset. El reset le da un estado inicial a la cuenta. Modeliza el tiempo de establecimiento y tiempos de propagación. Genera secuencias ascendentes de conteo, luego descendentes. Habilita e inhabilita al contador.

Lección 11.V65. Testbench. Simulación. Metavalue. Contador con habilitación y reset sincrónicos, estado y cuenta terminal.

En este video te explico el testbench para el contador genérico, sincrónico, binario, con señales de habilitación y reset sincrónicos y con salidas: estado y cuenta terminal, descripto en el video anterior. El simulador produce el warning: METAVALUE DETECTED. Analizo este warning y explico cómo evitarlo.

El ModelSim da el siguiente warning cuando simula:

No obstante la decisión que tomó (FALSE) es correcta y vemos en la ventana de forma de ondas las salidas esperadas.

El warning es producido por la sentencia del renglón 39 de la descripción VHDL del contador, debido a que la señal auxQ no tiene un valor definido antes de que llegue el primer flanco creciente de la señal de reloj. El valor false que dio el simulador a la comparación: auxQ = M – 1, es correcto, por lo tanto tc_o tendrá un ‘0’ como valor inicial. Esto no es lo que sucede con el hardware, en el que ese valor no se puede conocer.

Hay una forma de evitar ese warning pero no es recomendable porque algunas FPGA sintetizarán hardware y otras no. Simplemente muestro cuál es pero no la voy a usar. Es mejor tener la información de este warning y estudiar a qué se debe y si para nuestro circuito es o no importante.

En el renglón 24, vemos la modificación, ahora la señal auxQ tiene un valor inicial. Para el simulador esta solución es óptima. No para todas las FPGA.

Cuando compilamos nuevamente con esta modificación y simulamos constatamos que el warning no aparece más en la ventana Transcript del ModelSim.

Vemos que en la ventana de forma de ondas ahora la salida q_o ya no tiene el símbolo ‘U’ de undefined, o sea, no inicializado. El resto está igual que en la anterior simulación.

Lección 11.V63. Testbench y simulación del contador sincrónico, con reset sincrónico.

En este video te explico el testbench del contador sincrónico, genérico, binario, con módulo potencia de dos y con reset sincrónico. El reset sincrónico la da un estado inicial. Te muestro cómo se genera la señal de reset y qué ancho aproximado debería tener. Realizo la simulación y la explico.

Lección 11.V61. Explicación y testbench sobre las limitaciones del contador sin una señal de reset.

En este video te explico el testbench para el contador elemental del video anterior. Se trataba de un contador con solo señal de pulsos a contar y la salida del estado de la cuenta. Te explico los problemas que se generan al no partir de un estado inicial conocido. Te muestro el testbench interactuando con la descripción. También analizo qué sucede en el hardware cuando no hay un estado inicial mirando el circuito generado por la herramienta “Technology Map Viewer” del Quartus II.

Salida de la ventana “transcript” luego de la simulación en el ModelSim.

Lección 10. V58.1. Testbench del flip-flop JK con clear y preset.

En este video te explico el testbench del flip-flop JK, con clear y preset. Modelizo el tiempo para poder generar la señal periódica del reloj. Uso constantes, división entera entre constantes (con truncamiento) para generar el periodo de la señal de reloj. Uso el tipo de datos físico, o sea aquellos que tienen un valor y una unidad, en este caso “time”. Defino una señal de tipo “booleano” para detener un proceso. Uso dos procesos. Uso la función “rising-edge”. Modelizo el tiempo de establecimiento, el tiempo de propagación y genero el ancho de los pulsos. Genero una señal pulsante infinita. Genero distintas situaciones en los valores de las señales de entrada, analizo caso por caso tanto.

Lección 10.V56.1. Testbench del flip-flop JK.

En este video te explico el testbench del flip-flop JK. Modelizo el tiempo para poder generar la señal periódica del reloj. La novedad es qué sucede con la salida de un flip-flop que no dispone de una señal asincrónica para darle un estado inicial cuando se intenta “setearla”. Analizo en detalle esta situación. Uso constantes, división entera entre constantes (con truncamiento) para generar el periodo de la señal de reloj. Uso el tipo de datos físico, o sea aquellos que tienen un valor y una unidad, en este caso “time”. Defino una señal de tipo “booleano” para detener un proceso. Uso dos procesos, uno para generar la señal de reloj y el otro con el resto del código. Se ejecutan en modo concurrente. Uso la función “rising-edge”. Modelizo el tiempo de establecimiento, el tiempo de propagación y genero el ancho de los pulsos. Genero una señal pulsante infinita. Genero distintas situaciones en los valores de las señales de entrada, analizo caso por caso en el testbench. Si te parece útil la explicación no te olvides de darle un clic a “me gusta” ¡Gracias! Para contactarme y solicitarme los manuales del Quartus II que escribí en español en lenguaje amigable (no son una traducción) y también los archivos de las descripciones y testbenchs en formato texto para que los puedas probar, entra en /contactame/ .

Lección 10.V54. Testbench flip-flop D, clear y habilitación del clk. Generación de reloj. Simulación.

En este testbench del flip-flop D, con clear y habilitación del reloj modelizo el tiempo para poder generar la señal periódica del reloj. Te explico cómo se procede cuando el periodo es un número impar. Uso constantes, división entera entre constantes (con truncamiento) para generar el periodo de la señal de reloj. Uso el tipo de datos físico, o sea aquellos que tienen un valor y una unidad, en este caso “time”. Defino una señal de tipo “booleano” para detener un proceso. Uso dos procesos, recuerdo que se ejecutan en modo concurrente. Uso la función “rising-edge”. Modelizo el tiempo de establecimiento, el tiempo de propagación y genero el ancho de los pulsos. Genero una señal pulsante infinita. Genero distintas situaciones en los valores de las señales de entrada, analizo caso por caso tanto en el testbench como en la simulación. Simulo con el ModelSim para verificar el correcto funcionamiento de la descripción y también la generación de la señal del reloj y los distintos tiempos modelizados. Mido el ancho de los pulsos y el periodo de la señal de reloj en el esquema de ondas generadas. Si te parece útil la explicación no te olvides de darle un clic a “me gusta” ¡Gracias! Para contactarme y solicitarme los manuales del Quartus II que escribí en español en lenguaje amigable (no son una traducción) y también los archivos de las descripciones y testbenchs en formato texto para que los puedas probar, entra en /contactame/ .

Lección 10.V52. Testbench de un flip-flop D. Generación del reloj.

En este testbench del flip-flop D modelizo el tiempo para poder generar la señal periodica del reloj. Uso constantes, división entera entre constantes (con truncamiento) para generar el periodo de la señal de reloj. Uso el tipo de datos físico, o sea aquellos que tienen un valor y una unidad, en este caso “time”. Defino una señal de tipo “booleano” para detener un proceso. Uso dos procesos, recuerdo que se ejecutan en modo concurrente. Modelizo el tiempo de establecimiento, el tiempo de mantenimiento y genero el ancho de los pulsos. Genero una señal pulsante infinita. Simulo con el ModelSim para verificar el correcto funcionamiento de la descripción y también la generación de la señal del reloj y los distintos tiempos modelizados. Si te parece útil la explicación no te olvides de darle un clic a “me gusta” ¡Gracias! Para contactarme y solicitarme los manuales del Quartus II que escribí en español en lenguaje amigable (no son una traducción) y también los archivos de las descripciones y testbenchs en formato texto para que los puedas probar, entra en /contactame/ .