在Verilog 语言进行仿真中，通常会使用$display, $strobe, $monitor,$write等系统函数向屏幕上输出一些信息， 帮助验证者 跟踪设计流程， 发现错误等。 在Verilog语言进行仿真时，缺省的设置是以timescale的时间精度 为单位的（通常是 1ps, timescale 1ns/1ps）。在通常的RTL 设计中，往往仿真单位是以ns 为单位（例如 timescale 1ns/1ps），当然，一些超高速的设计，也会使用ps为单位。总体来说，使用仿真单位为ns系统打印输出为ps时，阅读起来不是非常方便。
举例：
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`timescale 1ns / 1ps module tb( ); reg a = 0; reg rst = 1; initial begin #200; rst = 1; #10; rst = 0; $display("==== init a = 0, time = %t ====", $time); end endmodule |
这时我们会发现$display 输出到屏幕上的信息时间单位都是ps级别的。虽然ps可以换算为ns，但总是和程序中的 #200; #10; 不一致。阅读起来不是非常方便。Verilog 语言中提供一种改变缺省显示输出的函数，是的屏幕显示函数输出结果和程序代码一致。 使得阅读变得更加方便。
1 $timeformat 任务格式
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$timeformat ( units_number, precision_number, suffix_string, minimum_field_width) ; |
这个系统任务并不改变程序时间精度（不改变timescale 的内容），只是更改了$display, $strobe, $monitor, $write, $fdisplay, $fstrobe, $fmonitor, $fwrite 等系统任务中使用 %t 时的缺省时间单位， 方便开发者阅读代码。
参数描述：
- units_number: 是 0 到-15 之间的整数值，表示格式化输出的时间值的单位：0 表示秒，-3 表示毫秒，-6 表示微秒，-9 表示纳秒；它是以10（units_number）幂秒表示当前输出的时间单位。例如 -3 ：代表%t 输出是以ms 为时间单位输出的，即 10-3 s = 1ms。具体数字所代表的含义，见表1
表1
| Unit number | Time unit | Unit number | Time unit |
| 0 | 1 s | -8 | 10 ns |
| -1 | 100 ms | -9 | 1 ns |
| -2 | 10 ms | -10 | 100 ps |
| -3 | 1 ms | -11 | 10 ps |
| -4 | 100 us | -12 | 1 ps |
| -5 | 10 us | -13 | 100 fs |
| -6 | 1 us | -14 | 10 fs |
| -7 | 100 ns | -15 | 1 fs |
- precision_number: 是指打印输出时， 小数点后保留多少位10进制数
- suffix_string: 后缀字符串， 可以增加 打印输出的时间单位。 例如 ” ps” ” ns” ” us” ” ms” 等。这样就不需要在 向 $display 等函数中额外添加时间单位了。
- minimum_field_width: 是指打印输出的时间值字符串+suffix_string 字符串的最小长度，如果时间值字符串+suffix_string 字符串 小于 minimum_field_width，则在时间值字符串+suffix_string字符串之前补空格。注：这个功能只对%t有效， 对于 %0t 无效。 它的作用是格式化输出， 使得上下行输出的结果都在同一列位置上。
2 举例说明
例1：时间单位设置： units_number
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`timescale 1ns / 1ps module timeformat_sim(); reg a = 0; reg rst = 1; initial begin #1; $display("==== 1: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,5," ns",10); $display("==== 2: simulation time = %t ====", $time); #10; $timeformat(-6,5," us",10); $display("==== 3: simulation time = %t ====", $time); #30; $timeformat(-3,5," ms",10); $display("==== 4: simulation time = %t ====", $time); #400; $stop; end endmodule |
仿真结果：
图1
根据图1 所示：
- 在没有使用$timeformat 之前打印 1 ，time = 1000 ，缺省的时间单位为 ps。原因:
timescale 1ns / 1ps - 在设置$timeformat 时间精度为-9时， 打印2， time = 1.00000 ns 。 即10-9 秒
- 在设置$timeformat 时间精度为-6时， 打印3， time = 0.01100 us 。 即10-6 秒
- 在设置$timeformat 时间精度为-3时， 打印4， time = 0.00004 ms 。 即10-3 秒
例2：时间精度设置： precision_number
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`timescale 1ns / 1ps module timeformat_sim(); reg a = 0; reg rst = 1; initial begin #123456.789012; $timeformat(-9,0," ns",10); $display("==== 1: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-6,3," us",10); $display("==== 2: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-3,6," ms",10); $display("==== 3: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,6," ns",10); $display("==== 4: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,6," ns",10); $display("==== 5: simulation time = %t ====", $realtime); #400; $stop; end endmodule |
仿真结果：
图2
从图2中可以看出：当时间精度为：
- 0：打印1；只有整数部分被输出。时间单位是ns
- 3：打印2；整数部分+小数点3位被输出。时间单位是us
- 6：打印3；小说部分输出6位。时间单位是ms
- 6：打印4；#123456.789012; 小数部分输出6位，但是小数部分全部为0，时间单位是ns, 使用$time 系统函数输出。
- 6：打印5；#123456.789012; 小数部分输出6位，但是小数部分全部为.789000，时间单位是ns，使用$realtime 系统函数输出。$realtime 可以根据当前仿真工程中的时间精度输出时间信息。
从打印4，5 可以看出 $time 系统函数只是输出当前仿真程序中的时间单位的整数部分；即：timescale 1ns / 1ps。 使用系统函数 $realtime 可以输出当前时间单位的小数部分。
为什么打印5只显示123456.789000 而不是 123456.789012 呢？ 可以使用新的`timescale 1ns / 1fs试试。主要看程序是否有必要使用更高的时间精度了。
例3：显示后缀设置：suffix_string
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`timescale 1ns / 1ps module timeformat_sim(); reg a = 0; reg rst = 1; initial begin #10; $timeformat(-9,0,"",10); $display("==== 1: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,0,"abc",10); $display("==== 2: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,0,"KKK",10); $display("==== 3: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,0," ns",10); $display("==== 4: simulation time = %t ====", $time); #400; $stop; end endmodule |
仿真结果：
图3
从图3中可以看出：
- 打印1：可以没有后缀字符串。
- 打印2，3：可以是任意添加的字符串。
- 打印4：添加空格+有意义的字符串。帮助开发者理解当前的程序。
从这个例子，可以看出当使用$timeformat 设置好后缀字符串，就不必为每一个$display , $monitor 等等系统函数 单独添加时间单位后缀了。
例4：最小打印宽度设置minimum_field_width
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`timescale 1ns / 1ps module timeformat_sim(); reg a = 0; reg rst = 1; initial begin #10; $timeformat(-9,3," ns",9); $display("==== 1: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,3," ns",10); $display("==== 2: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,3," ns",11); $display("==== 3: simulation time = %t ====", $time); $timeformat(-9,3," ns",12); $display("==== 4: simulation time = %t ====", $time); #400; $stop; end endmodule |
仿真结果：
图4
从图4中可以看出，当输出结果为10.000 ns 时，字符串一共含有9个字符（10 + . + 000 + 空格 + ns）。当使用minimum_field_width为：
- 9：$display 函数中 time = %t 等号之后没有额外添加空格。
- 10：$display 函数中 time = %t 等号之后没有额外添加1个空格。
- 11：$display 函数中 time = %t 等号之后没有额外添加2个空格。
- 12：$display 函数中 time = %t 等号之后没有额外添加3个空格。
注意：minimum_field_width这个参数在使用格式化输出为 %0t 时无效。
举例：$display(“==== 1: simulation time = %0t ====”, $time);
总体来说， 最小打印宽度参数主要是用来格式化打印输出的，防止
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time = 1.000 ns time = 1000.000 ns time = 10.000 ns time = 100.000 ns |
等数据在纵向上不对齐。使用较大的最小打印宽度设置，可以实现：
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time = 1.000 ns time = 1000.000 ns time = 10.000 ns time = 100.000 ns |
$timeformat 是Verilog 语言仿真中一个比较好用的工具函数， 没有使用这个系统任务， 也能完成相应的打印输出，但是在阅读的时候不是非常方便，使用$timeformat 系统任务，使得打印更加清晰，同时这个系统任务不会更改仿真时间单位和时间精度