在 Icarus Verilog 中调试组合逻辑循环

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 Icarus Verilog 中调试组合逻辑循环

【英文标题】：Debugging combinational logic loops in Icarus Verilog

【发布时间】：2012-05-10 06:18:46

【问题描述】：

我正在使用 Icarus verilog 来模拟一个相当复杂的设计。我发现在极少数情况下，我的模拟会“卡住”，即时钟不再滴答作响，并且没有任何信号似乎发生变化。我怀疑这是因为我的设计中有一个组合逻辑循环。当然，问题是我不知道在哪里。

有没有系统的方法调试这个？我只是非常努力地盯着代码，但我无法取得任何进展。非常感谢任何关于我可以尝试的事情的建议。

【问题讨论】：

原因是Verilog没有提供任何组合延迟默认，你必须明确写#5 a = b;描述传播不需要瞬时时间。

【参考方案1】：

运行模拟时，转储 VCD 文件。如果您有一个无限循环，您将看到 VCD 文件大小继续增长而没有新的时间被写入文件。时间由行首的# 表示。您无需时间提前就能确定哪些信号正在发生变化。

【讨论】：

除了在商业模拟器中使用 step 函数之外，很高兴知道这项技术。

【参考方案2】：

所以事实证明，Icarus Verilog 有一个编译标志“-pfileline=1”用于这个特定的。打开此标志运行 vvp 会打印出大量有关正在执行的确切内容的调试信息。

【参考方案3】：

IMO，大多数情况下无限循环发生在时钟生成上。特别是如果您将它们设置为生成可变频率。例如，如果您的时钟设置如下：

`timescale 1ns / 1ns
 real period;
 reg clk;

 initial begin
     period = 5.0;
     clk = 1'b0;
     forever begin
         #(period/2) clk = !clk;
     end
end

如果您更改了period，那么如果您不小心将period 更改为0.0，就会发生无限循环。

更棘手的是，有时period / 2 可能会超出您的时间刻度精度。比如你设置period = 1.0，那么period / 2就是0.5，因为你的时间精度是1ns，这会捕捉到0，导致无限循环。如果我怀疑这一点，我通常会在我进入延迟之前设置一个守卫时间（再次，小心精确......）。

...
half_period_ns = period_ns / 2.0; 
if( half_period_ns == 0 )
    half_period_ns = 1;
#(half_period_ns) clk = !clk;
...

要做的另一件事是在交互模式下运行模拟并随机按 Ctrl-C，输入命令以询问模拟器它在哪里（不幸的是，模拟器特定于模拟器，但在 Incisive 中它是 where 我认为），然后恢复模拟。这样做几次，您就会知道代码占用了模拟器的所有时间。