Systemverilog中的Driving Strength讲解
在systemverilog中，net用于对电路中连线进行建模，driving strength(驱动强度)可以让net变量值的建模更加精确。net变量拥有4态逻辑值(0,1,z,x)，它的driving strength有(supply,strong,pull,weak,highz)。net的值由连接到net的driver源(驱动源)决定的，这些driver源可以是连续赋值语句(例如assign)，也可以是门级建模原语(例如门级or或and或cmos等)。
在每个δ仿真周期中，仿真器通过查看net上所有驱动源的逻辑值(logical value)和强度值(strength level)来决定该net的逻辑值和强度值。如果net没有驱动源，那么它的值将是’z’态。如果net只有1个驱动源，那么它的逻辑值和强度值等于驱动源的值和强度。但是，如果net有多个驱动源，那么需要比较它们的强度值了，强度最大的驱动源将成功驱动net。不过如果有多个强度最大的驱动源，但它们的逻辑值不一样的话，net的逻辑值将会是’x’态，强度值是最强的strength。
需要注意的是driving strength是用于gate输出和连续赋值语句输出的(assign)。对于非net类型的多驱动，仿真工具会报多驱的编译错误。
systemverilog的driving strength level(驱动强度)有以下几种：
上述strength level可以归为3类：
driving strength：supply，strong，pull和weakcharge storage strength：large，medium和smallhigh impedance：highzcharge storage strength只用于trireg类型的net。
driving strength的语法如下：
drive_strength ::= ( strength0 , strength1 )| ( strength1 , strength0 )| ( strength0 , highz1 )| ( strength1 , highz0 )| ( highz0 , strength1 )| ( highz1 , strength0 )strength0 ::= supply0 | strong0 | pull0 | weak0strength1 ::= supply1 | strong1 | pull1 | weak1charge_strength ::= ( small ) | ( medium ) | ( large )strength0表示当驱动源驱动net为0时的驱动强度。strength1表示当驱动源驱动net为1时的驱动强度。
net默认的strength level是(strong0, strong1)。对于pullup和pulldown gate，默认的strength level是pull。trireg默认的strength level是medium。supply net的默认strength level是supply。另外从上面syntax看出，(highz1, highz0)和(highz0, highz1)的strength level组合是非法的。
结合上面的理论讲解，给出1个例子如下：
module strength; logic i1, i2; wire logic out; assign (supply1, weak0) out = i1; assign (pull1, supply0) out = i2; initial begin i1 = 1'b0; i2 = 1'b0; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b0; i2 = 1'b1; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b1; i2 = 1'b0; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b1; i2 = 1'b1; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); end endmodule使用questasim仿真输出的log结果为：
# [time:0],i1=0, i2=0, out=0, out_strength=su0# [time:1],i1=0, i2=1, out=1, out_strength=pu1# [time:2],i1=1, i2=0, out=x, out_strength=sux# [time:3],i1=1, i2=1, out=1, out_strength=su1assign (supply1, weak0) out = i1行给net类型的out驱动i1的值，其中strength1为supply1(level=7)，strength0为weak0(level=3)。12行给net类型的out驱动i2的值，其中strength1为pull1(level=5)，strength为supply0(level=7)。
assign (pull1, supply0) out = i2行给net类型的out驱动i2的值，其中strength1为pull1(level=5)，strength为supply0(level=7)。
driving strength还有很多其它的组合，大家可以复制上述代码，并修改assign out语句的strength0与strength1去产生其它的组合并分析结果。
另外，大家可能好奇如何打印出net变量的strength level？在systemverilog中提供了%v格式化打印。%v的输出是3个字符的string类型，前2个字符指示strength类型，第三个字符指示当前逻辑值。比如上述log中的su0或pu1或sux或su1。
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需要注意的是driving strength是用于gate输出和连续赋值语句输出的(assign)。对于非net类型的多驱动，仿真工具会报多驱的编译错误。
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上述strength level可以归为3类：
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driving strength的语法如下：
drive_strength ::= ( strength0 , strength1 )| ( strength1 , strength0 )| ( strength0 , highz1 )| ( strength1 , highz0 )| ( highz0 , strength1 )| ( highz1 , strength0 )strength0 ::= supply0 | strong0 | pull0 | weak0strength1 ::= supply1 | strong1 | pull1 | weak1charge_strength ::= ( small ) | ( medium ) | ( large )strength0表示当驱动源驱动net为0时的驱动强度。strength1表示当驱动源驱动net为1时的驱动强度。
net默认的strength level是(strong0, strong1)。对于pullup和pulldown gate，默认的strength level是pull。trireg默认的strength level是medium。supply net的默认strength level是supply。另外从上面syntax看出，(highz1, highz0)和(highz0, highz1)的strength level组合是非法的。
结合上面的理论讲解，给出1个例子如下：
module strength; logic i1, i2; wire logic out; assign (supply1, weak0) out = i1; assign (pull1, supply0) out = i2; initial begin i1 = 1'b0; i2 = 1'b0; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b0; i2 = 1'b1; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b1; i2 = 1'b0; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); #1ns; i1 = 1'b1; i2 = 1'b1; $strobe([time:%0t],i1:%b, i2:%b, out:%b, out_strength:%v, $time, i1, i2, out, out); end endmodule使用questasim仿真输出的log结果为：
# [time:0],i1=0, i2=0, out=0, out_strength=su0# [time:1],i1=0, i2=1, out=1, out_strength=pu1# [time:2],i1=1, i2=0, out=x, out_strength=sux# [time:3],i1=1, i2=1, out=1, out_strength=su1assign (supply1, weak0) out = i1行给net类型的out驱动i1的值，其中strength1为supply1(level=7)，strength0为weak0(level=3)。12行给net类型的out驱动i2的值，其中strength1为pull1(level=5)，strength为supply0(level=7)。
assign (pull1, supply0) out = i2行给net类型的out驱动i2的值，其中strength1为pull1(level=5)，strength为supply0(level=7)。
driving strength还有很多其它的组合，大家可以复制上述代码，并修改assign out语句的strength0与strength1去产生其它的组合并分析结果。
另外，大家可能好奇如何打印出net变量的strength level？在systemverilog中提供了%v格式化打印。%v的输出是3个字符的string类型，前2个字符指示strength类型，第三个字符指示当前逻辑值。比如上述log中的su0或pu1或sux或su1。
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