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【转载】System_Verilog打印格式

2020/12/28 18:57:02 文章标签:

system_verilog display format 1. 简介 $display 和 $write的区别: $display系的系统函数:会在输出的末尾自动添加换行符(newline character);$write系的系统函数:光标会停留在输出的末尾,不会自动换行。$display 和 $write相同之处: 按照…

system_verilog display format

1. 简介

  • $display 和 $write的区别:
    • $display系的系统函数:会在输出的末尾自动添加换行符(newline character);
    • $write系的系统函数:光标会停留在输出的末尾,不会自动换行。
  • $display 和 $write相同之处:
    • 按照参数列表的顺序输出参数;
    • 参数可以是引号内的字符串(quoted string literal),表达式(expression) 和数值(value);
    • 未指定输出格式的 string 和未压缩的 byte 数据类型,将按照字符串类型输出;
    • 其他未指定输出格式的数据类类型是非法的。
  • 未指定 转义字符 输出特殊字符和特殊格式时,$dispaly 和 $write 的输出类型默认为 string。

2. 转义字符 (Escape sequences)

转义字符可以分为以下三类:

  • ’ \ ’ 表示其后跟随:文字或者不可打印字符(Literal or Nonprintable Character);
  • ’ % ’ 表示其后跟随:格式规范,为后续参数指定格式(Format Specification);
  • ’ %% ’ 表示其后跟随:%字符 (percent sign character).

2.1 转义字符 ‘\’

Escaped SequenceCharacter Produced by Escaped Sequence
\nnewline character -> 换行符
\ttab character -> 制表符
\\\ character -> 反斜杠
\"“ character -> 引号
\vvertical tab -> 纵向制表符
\fform feed -> 换页符
\aBell -> 响铃
%%% character -> 百分号
\ddd(1)三位八进制指定的字符,0 ≤ d ≤ 7; (2)字符少于3位,输出非八进制数字; (3)大于\377出错;
\xdd两位十六进制数字指定的字符,0 ≤ d ≤ F

注意: system_verilog中仅包含以上几种类型的转义字符(IEEE Std 1800TM-2017),未出现于上表中的其他类型将输出原来字符。如转义字符’ \b ‘的输出结果为‘ b ’。这与 c 语言中不同, c 语言中的 ‘ \b ’为退格,而SV中为字符’ b '.

转义字符 >> 输出示例:

2.2 格式说明符 ‘%’

2.2.1 整型数据格式

ArgumentDescription
%h or %Hhexadecimal -> 十六进制
%d or %Ddecimal -> 十进制
%o or %Ooctal -> 八进制
%b or %Bbinary->二进制
%c or %CASCII -> ASCII码
%l or %LLibrary binding information -> 库索引
%t or %Ttime->时间
%u or %Uunformatted 2 value data ->二值类型
%z or %Zunformatted 4 value data ->四值类型
%v or %Vnet signal strength -> 线网型信号强度
%m or %Mhierarchical name -> 层次名
%p or %Passignment pattern ->
%s or %Sstring -> 字符串
  • ‘%h’ ~ ‘%z’ 将整形数据显示为对应格式,应用比较常见,此处不再赘述;
  • ‘%l’ 可以显示既定module的library信息,如果某module例化自library0,例化名称为module1,那么最终的打印信息格式为“ library0.module1 ” ;
  • ‘%t’ 根据不同module的时间精度(precision)和时间单元(unit)显示的格式可能不同;
  • ‘%u’ ‘%z’ 常用于$fwrite函数,用于向文件写入数据;其中%u不区分’x’和’z’数据,并将其映射为’0’;%z严格区分x和’z’数据,将其分别映射为’x’,‘z’。

2.2.2 实数显示格式

ArgumentDescription
%e or %Eexponential -> 指数型
%f or %Fdecimal ->十进制
%g or %Gexponential or decimal (shorter one)

数字类型 >> 输出示例:
在这里插入图片描述

2.3 数据显示尺寸

  • 对表达式参数而言,写入输出文件的尺寸是自动调整的。例如:12 bit的数据在以 ‘hex’ 格式输出的时候自动调整为3个字符长度,以 ‘decimal’ 格式输出的时候,自动调整为4个字符长度,因为参数输出的最大值为FFF(hexadecimal)和4095(decimal)。
  • 默认设置:以十进制显示的数据格式,参数首部的 ‘0’(leading zeros)会被自动替换成空格(space);对其他格式而言,leading zeros 正常显示;ps:如上图第一行打印信息。
  • 可以在%和字母之间插入域宽(field width),改写显示的格式。注意:域宽只能是非负十进制整型常亮(non-negative decimal integer constant) ;
    • field width == 0 : 以最小位宽显示,去除首部的空格和0;
    • field width == others :以others的值显示位宽,不去除首部的空格和0;
      • argument width < others: 向左扩展,增加位宽至others;(arguments 值靠在右侧)
      • argument width > others: 显示完整数据位宽(> others);
      • decimal & string 向左扩展时,补空格 ’ '(space),其他格式,补充 ‘0’.

数字尺寸 >> 输出示例:
在这里插入图片描述

2.4 ‘x’ & ‘z’ 态数据显示

  • 十进制 显示规则 (decimal specification)
    • 全部 bits 为 ‘x’ 态 : 单个小写 ‘x’ (single lowercase x);
    • 全部 bits 为 ‘z’ 态:单个小写 ‘z’ (single lowercase z);
    • 部分 bits 为 ‘x’ 态:单个大写 ‘X’ (single uppercase X);
    • 部分 bits 为 ‘z’ 态:单个大写 ‘Z’ (single uppercase Z);
    • 部分 bits 为 ‘x’ 态 & 部分 bits 为 ‘z’ 态:单个大写 ‘X’ (single uppercase X); (x takes precedence over z)
  • 十六进制/八进制 显示规则 (hexadecimal/octal specification)
    • 每 4 bits 为一组,映射 hex 的一位;每 3 bits 为一组,映射 octal 的一位; (single digit)
    • 某组内全部 bits 为 ‘x’ 态 : 单个小写 ‘x’ (single lowercase x);
    • 某组内全部 bits 为 ‘z’ 态:单个小写 ‘z’ (single lowercase z);
    • 某组内部分 bits 为 ‘x’ 态:单个大写 ‘X’ (single uppercase X);
    • 某组内部分 bits 为 ‘z’ 态:单个大写 ‘Z’ (single uppercase Z);
    • 某组内部分 bits 为 ‘x’ 态 & 部分 bits 为 ‘z’ 态:单个大写 ‘X’ (single uppercase X); (x takes precedence over z)
  • 二进制 显示规则 (binary specification)
    • each bit 分别显示为 ‘0’ ‘1’ ‘x’ ‘z’;

‘x’ & ‘z’ 态 >> 输出示例:
在这里插入图片描述

2.5 强度显示格式

  • %v or %V 格式定义用于显示 标量线网型数据 的强度。
  • 标量线网型数据显示为三个字符(3-character),前两个表示强度(strength character),第三个代表参数当前的逻辑值(current logic character);
  • 逻辑字符和强度字符的可选范围如表2.5.1 和表2.5.2所示:

Table 2.5.1 Logic value of scalar nets

ArgumentsDescription
0value 0 -> 逻辑0
1value 1 -> 逻辑1
Xunknown value -> 不定值 ‘x’
Zhigh-impedance -> 高阻 ‘z’
L0 or high-impedance -> 0 或 ‘z’
H1 or high-impedance -> 1 或 ‘z’

Table 2.5.2 Strength of scalar nets

MnemonicsStrength nameStrength levels
SuSupply drive7
StStrong drive6
PuPull drive5
LaLarge capacitor4
Weweak drive3
MeMedium capacitor2
SmSmall capacitor1
HiHigh-impedance0

表2.5.2中定义了 4 种驱动强度和 3 种电荷存储强度:驱动强度与 gate output 和 continuous assignment有关;电荷存储强度用于 trireg 类型 net. (see clause 28 gate-level and switch-level modeling)

那么逻辑字符和强度字符如何配合使用呢?

  • 对逻辑 ‘0’ 和 ‘1’ :

    • 信号强度为定值时,使用助记符(mnemonic)表示强度字符;
    • 信号强度为区间时,使用两位10进制数字表示强度字符范围(strength level中的等级,0~7);
  • 对不定值’x’ :

    • 信号强度和逻辑’0’ & '1’相同时,使用助记符(mnemonic)表示强度字符;
    • 信号强度和逻辑’0’ & '1’相同时,使用两位10进制数字分别表示逻辑 ‘0’ 和 ‘1’ 的强度(strength level中的等级);
  • 对于高阻态’z’

    • 只能采用 0 等级的Hi,表示高阻 ‘z’ 态的信号强度;
  • 对于 L 和 H:

    • 只能使用助记符(mnemonic)表示信号强度;

    信号强度 >> 输出示例:

    在这里插入图片描述

2.6 层次名格式 (Hierarchical name)

  • %m or %M 不接受参数输入。 相反,它使设计元素,子例程,命名块或标记语句的层次结构名称,该语句调用包含格式说明符的系统任务。 当某模块的许多实例调用系统任务时,%m可以指示具体哪个实例调用次任务。

2.7 Assignment pattern format

  • %p or %P 格式说明符可用于打印聚合表达式,例如解压缩结构,数组和联合(unpacked structure,array,unions).
  • 对于解压缩的数据结构,遍历搜索该结构并打印找到的单值数据类型(single data type),单值类型数据的输出需要遵循以下要求:
    • 枚举类型:显示枚举类型的name (其值在enum类型的有效范围内),否则显示value;
    • 字符串:显示为双引号内的字符串形式(quoted string);
    • 各种句柄:显示默认格式名字,如果为空句柄显示 null;
    • 其他格式:按照未定义的默认格式显示。
  • %0p 格式说明符使得unpacked structure,array,unions可以以更短的形式显示打印;
  • %p 和 %0p 也可以用于打印单值表达式,此时显示结果和上述的几种显示格式相同。

Assignment pattern format >> 输出格式:
在这里插入图片描述

2.8 字符串格式

  • %s or %S 格式说明符用于将ASCII代码以字符样式打印。
  • 对于出现在字符串中的每个%s,相应的参数应遵循参数列表中的字符串定义。
  • 相关参数被映射为一个8位十六进制ASCII码序列,每8位代表一个字符。
  • 如果参数是变量,则其值是右对齐的,以便该值的最右边的位是字符串中最后一个字符的LSB。
  • 字符串末尾不需要终止字符或值,并且永远不会打印前导零(leading zeros)。
  • 打印字符串时,一般使用%s即可满足要求,可以打印出全部字符。

>> IEEE Standard for SystemVerilog - Unified Hardware Design, Specification and Verification Language, 1800TM-2017
>> clause 21 Input/output system tasks and system functions

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