系统任务和函数

在Verilog HDL中，除了$display与$write这两 种主要的标准输出任务外，还有以下几种标准 输出任务： (1) $displayb与$writeb(输出二进制数)。 (2) $displayo与$writeo(输出八进制数)。 (3) $displayh与$writeh(输出十六进制数)。
module disp; reg[31:0] rval; pulldown(pd); initial begin rval=101; $display("rval=%h hex %d decimal", rval, rval); $display("rval=%o otal %b binary", rval, rval); $display("rval has %c ascii character value",rval); $display("pd strength value is %v",pd); $display("current scope is %m"); $display("%s is ascii value for 101",101); $display("simulation time is %t",$time); end endmodule
module printval; reg[11:0]r1; initial begin r1=10; $display("Printing with maximum size=%d=%h",r1,r1); $display("Printing with minimum size=%0d=%0h",r1,r1); end enmodule 输出结果为： Printing with maximum size=10=00a: printing with minimum size=10=a 在显示输出数据时，在经过格式转换以后，总是用最少的位数 来显示表达式的当前值
为了便于设计者对仿真过程进行控制，以及对仿真结果进行 分析比较，Verilog HDL提供了大量的系统功能调用，大致 可以分成两种： 一种是任务型的功能调用，称为系统任务； 另一种是函数型的功能调用，称为系统函数。 Verilog HDL的系统任务与系统函数是以字符“$”开头的标识
符，一般在initial和always过程块中调用系统任务和函数
【例7.9】$display任务的例子。 $display("Hello Dr Blair")；
…… output：Hello Dr Blair
$display($time) //目前的仿真时间 …… output：460 counter = 4'b10； $display(" The count is %b"，counter)；
格式相同
区别： $display任务具有自动换行的功能
下面以$display任务为例进行详细说明。 $display可以用来输出字符串、表达式及 变量值，其语法格式与C语言中的printf函数 相同，可表示如下： $display(<format_specifiers>，signal， signal，……)； 其中，<format_specifiers>用来指定输出格式。 表7.1给出了各种不同的输出格式。
普通字符，即需要原样输出的字符。其中一些特殊的字符可 以通过表2中的转换序列来输出。下面表中的字符形式用于 格式字符串参数中，用来显示特殊的字符
换码序列 \n \t \\ \“ \o %%
功能 换行 横向跳格(即跳到下一个输出区) 反斜杠字符\ 双引号字符" 1到3位八进制数代表的字符 百分符号%
如果输出列表中表达式的值包含有不确定的值或高 阻值，其结果输出遵循以下规则： (1).在输出格式为十进制的情况下： 如果表达式值的所有位均为不定值，则输出结果为 小写的x。 如果表达式值的所有位均为高阻值，则输出结果为 小写的z。 如果表达式值的部分位为不定值，则输出结果为大 写的X。 如果表达式值的部分位为高阻值，则输出结果为大 写的Z。
显示层次
通过显示任务中的%m的选项，可以显示任意级别的层次。 例 module m; initial module top; $display(“displaying in %m”) m m1(); m m2(); Endmodule m m3(); Endmodule 仿真输出如下显示： displaying in top.m1 displaying in top.m2 displaying in top.m3
主要区别有两点：系统任务可以没有返回值，或有多个返回 值，而系统函数只有一个返回值；系统任务可以带有延迟，
而系统函数不允许延迟，在0时刻执行。
依据实现功能的不同，可分成以下几类： 1) 显示任务（ display task） 2) 文件输入/输出任务（File I/O task） 3) 时间标度任务(timescale task) 4) 模拟控制任务(simulation control task) 5) 时序验证任务(timing check task) 6) PLA建模任务（PLA modeling task） 7) 随机建模任务（stochastic modeling task） 8) 实数变换函数(conversion functions for real) 9) 概率分布函数(probabilistic distribution function)
2).在输出格式为十六进制和八进制的情况下： 每4位二进制数为一组代表一位十六进制数，每3位二 进制数为一组代表一位八进制数。 如果表达式值相对应的某进制数的所有位均为不定值， 则该位进制数的输出的结果为小写的x。 如果表达式值相对应的某进制数的所有位均为高阻值， 则该位进制数的输出结果为小写的z。 如果表达式值相对应的某进制数的部分位为不定值， 则该位进制数输出结果为大写的X。 如果表达式值相对应的某进制数的部分位为高阻值， 则该位进制数输出结果为大写的Z。
其输出结果为： rval=00000065 hex 101 decimal rval=00000000145 octal 00000000000000000000000001100101 binary rval has e ascii character value pd strength value is StX current scope is disp e is ascii value for 101 simulation time is 0 1输出列表中数据的显示宽度是自动按照输出格式 进行调整的。 2用表达式的最大可能值所占的位数来显示表达式 的当前值。 3十进制数格式输出时，输出结果前面的0值用空 格来代替。对
显示系统任务用于信息显示和输出。这些系 统任务进一步分为： • 显示和写入任务 • 探测监控任务 • 连续监控任务
$display与$write都属于显示类系统任务 调用形式 $display ( “格式控制字符串”, 输出变量名表项) ; $write ( “格式控制字符串”, 输出变量名表项) ; 输出变量名表项就是指要输出的变量，各变量名 之间以逗号相隔；格式控制字符串的内容包括两部 分：需要与输出变量一起在输出时一并显示的普通 字符；对输出变量显示形式进行控制的格式说明符。
//initial语句块2 initial begin b<=0; $display("b by display is:",b); // display x $strobe("b by strobe is:",b); //display o #5; $display("#5 b by display is:",b); //display o $strobe("#5 b by strobe is:",b); // display 1 b<=1; end endmodule
…… output：The count is 0010
在$display和$write的参数列表中，其“输出表列”是需要输 出的一些数据，可以是表达式，下面举例说明
例7-10 module disp; initial begin $display("\\\t%%\n\"\123"); end endmodule 输出结果为 \% "S” 从上面的这个例子中可以看到一些特殊字符的输出 形式(八进制数123就是字符S)
$tor 一旦被调用后，将随时对输出变量名表项中列出的各个变量 进行检测，如发现其中的任何一个变量在模拟过程中的某一 时刻发生了任何形式的改变，就会启动$monitor任务，整个 输出列表中所有变量和表达式的值都会按照所规定的格式， 在时间步结束时输出结果。如果在同一仿真时刻，多个变量 或表达式值发生变化，则该时刻只输出显示一次。 如$monitor(“a=%b,b=%b,out=%b\n”,a,b,out)
可以通过系统任务$monitoron打开监控任务 ，通过系统任务$monitoroff关闭监控任务 。多模块调试时，会有多个模块调用 monitor，但是任意时刻只能有一个 monitor被启动，这就需要用$monitoron和 $monitoroff在特定时刻启动需要检测的模 块，关闭其它模块。缺省情况下，监控任 务在仿真开始时自动打开。
$d i s p l a y("Simulation time is %t",$ t i m e) ; $d i s p l a y( $t i m e,":R=%b,Q=%b,QB=%b", R,S,Q,QB); / /因为没有指定格式，时间按十进制显示。 $w r i t e("Simulation time is:); $w r i t e( " % t \ n " , $t i m e) ; 上述语句输出$ t i m e、R、S、Q和Q B等值的执行结 果如下： Simulation time is 10 10:R=1, S=0, Q=0, QB=1 Simulation time is 10 end