在wsl环境中配置和开发verilog（一种比较新颖的verilog开发指南）

WSL是windows中自带的linux子系统，笔者在若干月前首次接触其便爱不释手，verilog作为一种硬件解释语言，可否像c语言那样被游刃有余的编译和运行呢，笔者这次大胆的尝试在WSL环境+VSCODE+Iverilog开发verilog。

首先默认按照了WSL和VSCODE，WSL安装可以自行在网上搜索帖子。

随后在WSL的ubuntu系统的命令行中输入如下指令：

bash 复制代码

sudo apt-get install iverilog 
sudo apt-get install gtkwave

这是安装iverilog编译器和gtwake图形显示软件。

随后打开Vscode采用SSH连接到WSL，新建一个文件夹，在其中打开终端。

为了仿真和测试你的Verilog设计，通常需要一个testbench文件（例如testbench.v）。Testbench不是编译Verilog代码所必需的，但是没有它，你将无法进行仿真来验证你的设计是否按预期工作。

以下是为什么需要testbench的原因：

激励生成：Testbench提供了一个环境，你可以在这个环境中生成激励信号来模拟实际硬件的工作条件。
行为验证：通过在testbench中对设计模块的输入进行操作，并观察输出，你可以验证设计的行为是否符合预期。
波形观察：Testbench允许你将仿真的信号输出到波形文件中，这样你可以使用波形查看器来分析信号随时间的变化。
调试：如果设计不按预期工作，testbench可以帮助你调试问题，因为它允许你逐步通过仿真来检查各个信号的状态。

编译Verilog代码本身不需要testbench，编译过程只是将Verilog代码转换成仿真器可以理解的格式。但是，为了进行仿真，你需要一个testbench来：

实例化你的设计模块。
提供激励。
观察和验证输出。

在文件夹中将下面两份代码用vim filename的方法新建并编辑：

bash 复制代码

module adder(clk, rst_n, a, b, c);
    input [3:0] a, b; // 输入a和b为4位宽
    output [7:0] c;   // 输出c为8位宽
    input clk, rst_n;
    
    reg [7:0] c_reg;
    
    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if (!rst_n) 
            c_reg <= 8'h0;
        else 
            c_reg <= a + b;
    end
    
    assign c = c_reg;
endmodule

上面的代码命名为adder_rtl.v,这是我们写的模块代码，实现加法器功能

bash 复制代码

`timescale 1ns / 1ps

module my_testbench;

// Inputs
reg clk;
reg reset;

// Outputs
wire out;

// Instantiate the Unit Under Test (UUT)
adder uut (
    .clk(clk), 
    .rst_n(reset), 
    .a(4'b0010), 
    .b(4'b0011), 
    .c(out)
);
initial begin
    // Initialize Inputs
    clk = 0;
    reset = 0;

    // Wait 100 ns for global reset to finish
    #100;
    
    // Add stimulus here
    reset = 1;
    #10;
    reset = 0;

    forever #5 clk = ~clk; // Toggle clock every 5ns
end

// Monitor the outputs
initial begin
    $monitor("At time %t, output is %b",$time, out);
end

// Dump the waveforms
initial begin
    $dumpfile("my_module.vcd");
    $dumpvars(0, my_testbench);
end

endmodule

上面的文件命名为my_testbench.v，是测试代码，有点类似于嵌入式开发中的main.c,在其中实例化我们写的加法器模块。后面在终端中输入如下指令首先编译生成.out文件，再生成波形文件，再用波形查看软件gtkwave来观察波形。

bash 复制代码

iverilog -o my_simulation.out my_module.v my_testbench.v
vvp my_simulation.out
gtkwave my_module.vcd

my_module.vcd是在my_testbench.v中规定的生成波形文件，要用vvp来加工生成的.out文件来生成波形文件。下面是生成的波形观察窗口，里面显示了verilog的若干波形。