Logic, bit và int: đừng làm mất X trước khi checker nhìn thấy

Kiểu dữ liệu là một phần của checker

DUT chưa reset và trả một bit X. Nếu monitor lập tức chép nó vào bit, checker phía sau chỉ thấy 0 và có thể chấp nhận một giao dịch hỏng. Không có phép so sánh thông minh nào khôi phục được thông tin đã mất. Bài phân biệt ba câu hỏi độc lập: có giữ X/Z không, bao nhiêu bit, và diễn giải signed hay unsigned.

Hai trạng thái và bốn trạng thái

bit, byte, shortint, int và longint là kiểu 2-state; logic và integer là 4-state trong phạm vi đang xét. Chuyển từng bit X/Z sang 2-state làm nó thành 0, không tạo báo lỗi runtime mặc định. Trong ví dụ four=01xz, bit 4 nhận 0100; integer giữ low 4 là 01xz. Logic không có nghĩa là một mức điện áp vật lý X, mà là miền giá trị của mô hình số. ^[1]

Width và signedness không đi cùng số trạng thái

byte 8/shortint 16/int 32/longint 64 đều signed mặc định; bit và vector logic không khai signed là unsigned. integer có 32 bit và signed. Bởi vậy byte và logic[7: 0] đều chứa tám bit nhưng khi cùng có pattern ff, mở rộng sang int lần lượt ra-1 và 255. Đừng dùng độ rộng C int của máy host để suy đoán SystemVerilog int.

Zero ban đầu không phải bằng chứng reset đúng

Biến 2-state chưa gán của TB bắt đầu 0, còn integer/logic chưa gán mangX trong mô phỏng đã kiểm. Điều đó không hứa flop thật có power-up value ấy. Nếu reset checker dùng 2-state, việc thấy 0 trước reset có thể chỉ là default hoặc conversion. Kiểm reset theo clock/contract của DUT và giữ dữ liệu quan sát ở 4-state khi unknown là lỗi cần bắt.

256 pattern và 240 pattern chứa unknown

Một nibble có bốn lựa chọn 0/1/X/Z cho mỗi bit, nên có 4^4=256 pattern. Chỉ 2^4=16 pattern hoàn toàn nhị phân;240 pattern còn lại chứaX/Z. TB dùng index base 4 để sinh giá trị và oracle độc lập chỉ đặt bit 1 cho chữ số 1. Nó kiểm bit/int nhận giá trị coerced, integer giữ nguyên low 4 và phần mở rộng 0 vì source unsigned.

Kiểm unknown trước khi đổi kiểu

Nếu interface cho phép X/Z trong giai đoạn chưa hợp lệ, monitor phải tách valid và data theo contract. Khi valid đã được chấp nhận và data bắt buộc nhị phân, kiểm unknown trên mẫu 4-state rồi mới chuyển sang transaction 2-state. Không tự sửa DUT bằng cách ép X về 0, cũng không kết luận mọi field của transaction đều cần 4-state nếu chỉ là số đếm do TB tự tạo.

Logic không tự giải quyết ownership

logic là data type; net/variable và quyền drive còn phụ thuộc declaration và ngữ cảnh port. Nó không biến hai procedural writer thành một thiết kế đúng, và không thay resolved net cho đường nhiều driver cần resolution. Quy tắc port, writer và resolution phải đối chiếu LRM/flow cụ thể; thí nghiệm này chỉ kiểm integral values, không claim bao phủ các luật ấy. ^[2]

Kiểm default, conversion và mở rộng dấu

Expected tính trước: 5 biến 2-state default 0; integer/logic defaultX;256 ca với 240 unknown; byteff→-1 còn unsignedff→255.

module tb_types;  bit initial_bit;  byte initial_byte;  shortint initial_short;  int initial_int;  longint initial_long;  integer initial_integer;  logic initial_logic;  logic[3:0] four;  bit[3:0] two;  int converted;  integer preserved;  byte signed_byte;  logic[7:0] unsigned_byte;  int from_signed,from_unsigned;  integer n,k,ref_value,unknown_cases=0;  function automatic logic state4(input integer digit);    case(digit)0:state4=0;1:state4=1;2:state4=1'bx;default:state4=1'bz;endcase  endfunction  initial begin    if(initial_bit!==0||initial_byte!==0||initial_short!==0||initial_int!==0||initial_long!==0||       initial_integer!==32'bx||initial_logic!==1'bx) $fatal(1,"type defaults mismatch");    $display("TYPE DEFAULT two_state_zero=5 integer_unknown=1 logic_unknown=1");    for(n=0;n<256;n=n+1) begin      ref_value=0;      for(k=0;k<4;k=k+1) begin        four[k]=state4((n>>(2*k))&3);        if(((n>>(2*k))&3)==1) ref_value=ref_value|(1<<k);      end      two=four;converted=four;preserved=four;      if(two!==ref_value[3:0]||converted!==ref_value||preserved[3:0]!==four||preserved[31:4]!==0)        $fatal(1,"type conversion mismatch n=%0d four=%b",n,four);      if($isunknown(four)) begin        unknown_cases=unknown_cases+1;        if(!$isunknown(preserved)||$isunknown(two)||$isunknown(converted)) $fatal(1,"X/Z lost in wrong type");      end    end    signed_byte=8'hff;unsigned_byte=8'hff;    from_signed=signed_byte;from_unsigned=unsigned_byte;    if(from_signed!=-1||from_unsigned!=255||$bits(initial_byte)!=8||$bits(initial_int)!=32||unknown_cases!=240)      $fatal(1,"signedness/width coverage mismatch");    $display("TYPE CHECK cases=256 xz_cases=%0d signed_ff=%0d unsigned_ff=%0d",unknown_cases,from_signed,from_unsigned);    $finish;  endendmodule

Icarus 4-state thực thi checker trên mọi pattern. Không dùng một simulator 2-state để kết luận X đã được giữ. ^[3]

Tự kiểm tra

Chọn kiểu ở biên quan sát trước

Vẽ đường DUT signal→monitor sample→transaction→scoreboard. Đánh dấu điểm nào có thể làm mất unknown, truncate hoặc mở rộng dấu. Chọn kiểu và assertion tại đúng biên ấy; kết quả 0 sau conversion không chứng minh nguồn là 0. Bài giữ draft/LRM needs-spec-check.