編寫高效的測試設計(testbenches)

　　reset = 1;

　　data = 5’b00000;

　　load = 0;

　　sel = 2’b00;

　　#200

　　reset = 0;

　　load = 1;

　　#200

　　data = 5’b00001;

　　#100

　　sel = 2’b01;

　　load = 0;

　　#200

　　sel = 2’b10;

　　#1000 $stop;

　　end

　　initial begin// this process block pipes the ASCII results to the

　　//terminal or text editor

　　$timeformat(-9,1,"ns",12);

　　$display(" Time Clk Rst Ld SftRg Data Sel");

　　$monitor("%t %b %b %b %b %b %b", $realtime,

　　clock, reset, load, shiftreg, data, sel);

　　end

　　endmodule

　　以上的測試設計實例化設計，設置時鐘，提供激勵信號。所有的進程塊在仿真時間零點開始。英鎊標記（#）說明下一個激勵作用前的延遲。$stop命令使仿真器停止測試仿真（所有測試設計中都應該包含一個停止命令）。最后，$monitor語句返回ascII格式的結果到屏幕或者管道輸出到一個文本編輯器。接后的是一個VHDL描述的的測試設計，它實例化設計并提供激勵到上述用verilog描述的移位寄存器.

　　library IEEE;

　　use IEEE.std_logic_1164.all;

　　entity testbench is

　　end entity testbench;

　　architecture test_reg of testbench is

　　component shift_reg is

　　port (clock : in std_logic;

　　reset : in std_logic;

　　load : in std_logic;

　　sel : in std_logic_vector(1 downto 0);

　　data : in std_logic_vector(4 downto 0);

　　shiftreg : out std_logic_vector(4 downto 0));

　　end component;

　　signal clock, reset, load: std_logic;

　　signal shiftreg, data: std_logic_vector(4 downto 0);

　　signal sel: std_logic_vector(1 downto 0);

　　constant ClockPeriod : TIME := 50 ns;

　　begin

　　UUT : shift_reg port map (clock => clock, reset => reset,

　　load => load, data => data,

　　shiftreg => shiftreg);

　　process begin

　　clock <= not clock after (ClockPeriod / 2);

　　end process;

　　process begin

　　reset <= ’1’;

　　data <= "00000";

　　load <= ’0’;

　　set <= "00";

　　wait for 200 ns;

　　reset <= ’0’;

　　load <= ’1’;

　　wait for 200 ns;

　　data <= "00001";

　　wait for 100 ns;

　　sel <= "01";

　　load <= ’0’;

　　wait for 200 ns;

　　sel <= "10";

　　wait for 1000 ns;

　　end process;

　　end architecture test_reg;

　　上述VHDL測試設計與之前提到的verilog測試設計的功能是相似的，如希望用一個命令來返回輸出到終端。在vhdl中，std_textio程序包被用于在終端上顯示信息， 它將被擱到下一節(jié)說明。
自動驗證

　　推薦自動實現(xiàn)測試結果的驗證，尤其是對于較大的設計來說。自動化減少了檢查設計是否正確所要求的時間，也使人可能的犯錯最少。

　　一般有以下幾種常用的自動測試驗證的方法：

　　1、數(shù)據(jù)庫比較。首先，要創(chuàng)建一個包含預期輸出（一個黃金向量文件）的數(shù)據(jù)庫文件。然后，仿真輸出被捕獲并與黃金向量文件中參考的向量比較（在 unix中的diff 工具可以用來比較ascii數(shù)據(jù)文件）。然而，因為從輸出到輸入文件指針沒有提供，是這種方法的一個缺點，使得跟蹤一個導致錯誤輸出的原因比較困難。

　　2、波形比較。波形比較可以自動或是手動的運行。自動的方法使用一個測試比較器來比較黃金波形與測試輸出波形。xilinx的hdl bencher工具可以用于執(zhí)行一個自動波形比較（關于hdl bencher的相關信息，請參看

　　http://www.xilinx.com/products/software/statecad/index.htm）

　　3、自較驗測試。一個自較驗測試檢查預期的結果與運行時間的實際結果，并不是在仿真結束以后。因為有用的錯誤跟蹤信息可以內建在一個測試設計中，用來說明哪些地方設計有誤，調試時間可以非常明顯地縮短。更多的關于自較驗測試的信息在下一節(jié)說明。
自較驗測試

　　自較驗測試通過在一個測試文檔中放置一系列的預期向量表來實現(xiàn)。運行時間時間間隔將這些向量與定義好的實際仿真結果進行比較。如果實際結果與預期結果匹配，仿真成功。如果結果不匹配，測試報告兩者的差異。

　　為同步設計實現(xiàn)自較驗測試更簡單一些，因為與實現(xiàn)的結果相比較可以在一個時鐘沿或任何一個整數(shù)倍的時鐘周期后。比較的方法基于設計本身的特性。比如一個用于內存I/O的測試應該檢查每一次更新數(shù)據(jù)時的結果或者從一個內存位置讀取。類似的，如果一個設計用了一個顯而易見的組合塊的數(shù)字，在預期結果描述時，組合時延就必須要考慮。

　　在自較驗測試中，預期輸出與實際輸出在一個特定的運行時間間隔比較以便提供自動的錯誤檢查。這個技術在小到中型的設計中非常好。但是，因為當設計復雜后，可能的輸出組合成指數(shù)倍的增長，為一個大型設計編寫一個自較驗測試設計是非常困難和非常費時的。

　　以下是一個用verilog和vhdl描述的自較驗測試的簡單的例子:

　　Verilog例子

　　下述的設計實例中，預期的結果被詳細說明。后面的代碼，兩種結果被比較，比較的結果被返回終端。如果沒有錯誤，一個“end of good simulation”消息會顯示。如果失配發(fā)生，根據(jù)期望與實際值的失配情況，錯誤會被相應報告。

　　‘timescale 1 ns / 1 ps

　　module test_sc;

　　reg tbreset, tbstrtstop;

　　reg tbclk;

　　wire [6:0] onesout, tensout;

　　wire [9:0] tbtenthsout;

　　parameter cycles = 25;

　　reg [9:0] Data_in_t [0:cycles];

　　// /////////////////////////////

　　// Instantiation of the Design

　　// /////////////////////////////

　　stopwatch UUT (.CLK (tbclk), .RESET (tbreset), .STRTSTOP (tbstrtstop),

　　.ONESOUT (onesout), .TENSOUT (tensout), .TENTHSOUT (tbtenthsout));

　　wire [4:0] tbonesout, tbtensout;

　　assign tbtensout = led2hex(tensout);

　　assign tbonesout = led2hex(onesout);

　　///////////////////////////////////////////////////////////////

　　//EXPECTED RESULTS

　　///////////////////////////////////////////////////////////////

　　initial begin

　　Data_in_t[1] =10’b1111111110;

　　Data_in_t[2] =10’b1111111101;

　　Data_in_t[3] =10’b1111111011;

　　Data_in_t[4] =10’b1111110111;

　　Data_in_t[5] =10 ’b1111101111;