|
7.2 ModelSim仿真工具簡(jiǎn)介 ModelSim是Model Technology(Mentor Graphics的子公司)的DHL硬件描述語(yǔ)言的仿真軟件，該軟件可以用來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)的VHDL、Verilog或者是兩種語(yǔ)言混合的程序進(jìn)行仿真，同時(shí)也支持IEEE常見的各種硬件描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。 無論從友好的使用界面和調(diào)試環(huán)境來看，還是從仿真速度和仿真效果來看，ModelSim都可以算得上是業(yè)界最優(yōu)秀的HDL語(yǔ)言仿真軟件。它是惟一的單內(nèi)核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器，是做FPGA/ASIC設(shè)計(jì)的RTL級(jí)和門級(jí)電路仿真的首選;它采用直接優(yōu)化的編譯技術(shù)，Tcl/Tk技術(shù)和單一內(nèi)核仿真技術(shù)，具有仿真速度快，編譯代碼與仿真平臺(tái)無關(guān)，便于IP核保護(hù)和加快程序錯(cuò)誤定位等優(yōu)點(diǎn)。 Modelsim最大的特點(diǎn)是其強(qiáng)大的調(diào)試功能。 · 先進(jìn)的數(shù)據(jù)流窗口，可以迅速追蹤到產(chǎn)生錯(cuò)誤或者不定狀態(tài)的原因。 · 性能分析工具幫助分析性能瓶頸，加速仿真。 · 代碼覆蓋率檢測(cè)確保測(cè)試的完備。 · 多種模式的波形比較功能。 · 先進(jìn)的Signal Spy功能，可以方便地訪問VHDL、Verilog或者兩者混合設(shè)計(jì)中的底層信號(hào)。 · 支持加密IP。 · 可以實(shí)現(xiàn)與MATLAB的Simulink的聯(lián)合仿真。 目前常見的Modelsim分為幾個(gè)不同的版本：ModelSim SE、ModelSim PE、ModelSim LE和ModelSim OEM。 如圖7.3所示，Modelsim的用戶界面和一般的Windows窗口相似，由上到下依次為：標(biāo)題欄、菜單欄，工具欄，工作區(qū)和狀態(tài)欄。 圖7.3 Modelsim界面 7.2.1 標(biāo)題欄 標(biāo)題欄位于整個(gè)用戶界面的最上方，標(biāo)題欄的左邊顯示當(dāng)前程序的名稱，右邊用來控制用戶界面的大小，包括最小化、最大化和關(guān)閉3種功能按鈕。 7.2.2 菜單欄 菜單欄里面一共有8個(gè)菜單選項(xiàng)，分別是：File(文件)、Edit(編輯)、View(視圖)、Compile(編譯)、Simulate(仿真)、Tools(工具)、Window(窗口)、Help(幫助)。下面分別具體介紹。 1.“File”菜單 文件菜單通常包含了對(duì)工程及文件等的操作。ModelSim的文件菜單包含的命令有：New(新建)、Open(打開)、Close(關(guān)閉)、Import(導(dǎo)入)、Save(保存)、Delete(刪除)、Change Directory(更改路徑)、Transcript(對(duì)腳本進(jìn)行管理)、Add to Project(為工程添加文件)、Recent Directories(最近幾次的工作路徑)、Recent Projects(最近幾次工程)、Quit(退出)。 (1)新建文件命令(File/ New)。 單擊File/ New命令，將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)子菜單，共包含4個(gè)選項(xiàng)。 · 單擊“Folder”(新建文件夾)后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示輸入新建的文件夾的名字，即可在當(dāng)前目錄下新建一個(gè)文件夾。 · 單擊“Source”(新建源文件)后，會(huì)出現(xiàn)源文件類型的選項(xiàng)(VHDL、Verilog、Other)，單擊可分別新建對(duì)應(yīng)格式的源文件。 · 單擊“Project”(新建工程)后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示在“Project Name”處輸入新建工程的名稱，在“Project Location”處指定新建工程的存放路徑。在“Default Library Name”處指明默認(rèn)的設(shè)計(jì)庫(kù)的名稱，用戶設(shè)計(jì)的文件將編譯到該庫(kù)中。 · 單擊“Library”(新建一個(gè)庫(kù))后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示選擇“Create a New library and a logical mapping to it”(新建一個(gè)庫(kù)并建立一個(gè)邏輯映像)或“A map to an existing library”(新建一個(gè)到已存在庫(kù)的映像)。在“Library name”處輸入新建庫(kù)的名稱，在“Library physical name”處輸入存放庫(kù)的文件名稱。 (2)Open(打開文件)。 單擊會(huì)出現(xiàn)子菜單選擇打開File(文件)、Project(工程)及Dataset(WLF文件)。 (3)Close(關(guān)閉)。 單擊會(huì)出現(xiàn)子菜單選擇關(guān)閉Project(工程)或Dataset(仿真數(shù)據(jù)文件)。 (4)Import(導(dǎo)入)。 導(dǎo)入新的庫(kù)。在進(jìn)行某些仿真時(shí)需要的一些仿真庫(kù)可以通過該方法導(dǎo)入，根據(jù)提示指定仿真庫(kù)的路徑及目標(biāo)庫(kù)路徑，一步一步操作完成。注意ModelSim安裝目錄下的modelsim.ini文件不能為只讀，該文件保存了ModelSim的一些設(shè)置信息 (5)Save(保存)。 保存當(dāng)前仿真數(shù)據(jù)。 (6)Delete(刪除)。 刪除指定的工程，即刪除.mpf文件，.mpf是ModelSim工程的后綴名。 (7)Change Directory(改變路徑)。 改變當(dāng)前工作路徑，ModelSim使用的是絕對(duì)路徑，而不是相對(duì)路徑。這與ISE不同。在ISE中，用戶可以將設(shè)計(jì)的整個(gè)目錄復(fù)制到其他任何地方，只要目錄完整，可以直接打開工程文件。而在ModelSim中，若將整個(gè)目錄復(fù)制到其他地方，打開工程時(shí)其指向仍為原來工程的地址，可以通過更改路徑來設(shè)置新的路徑。 (8)Transcript(腳本)。 單擊會(huì)出現(xiàn)子菜單，可選擇操作Save Transcript(保存主窗口中腳本)、Save Transcript As(把主窗口中腳本另存為一個(gè)新文件)或Clear Transcript(清除主窗口中的腳本)。 (9)Add to Project(添加到工程)。 單擊會(huì)出現(xiàn)子菜單，可選擇操作File(添加文件到當(dāng)前工程)、Simulation Configuration(添加設(shè)定的仿真配置)或Folder(添加文件夾)。 (10)Recent Directories(最近幾次工作路徑)。 可以從中選取最近幾次的工作路徑。 (11)Recent Projects(最近幾次工程)。 可以打開最近幾次的工程。 (12)Quit(退出)。 退出Modelsim。 2.“Edit”菜單 類似于Windows應(yīng)用程序，在編輯菜單中包含了對(duì)文本的一些常用的操作。 (1)Copy(復(fù)制)。 復(fù)制選中的文檔 (2)Paste(粘貼)。 把剪切或復(fù)制的文檔粘貼到當(dāng)前插入點(diǎn)之前。 (3)Select All(全選)。 選中主窗口中所有的抄本文檔。 (4)Unselect All(取消全選)。 取消已選文本的選中狀態(tài)。 (5)Find(查找)。 在命令窗口中查找字符或字符串。 3.“View”菜單 類似于其他Windows應(yīng)用程序，視圖菜單可以控制在屏幕上顯示哪些窗口。 (1)All Windows(所有窗口)。 打開所有的ModelSim窗口，試一下該命令會(huì)發(fā)現(xiàn)ModelSim打開了許多窗口，包括波形窗口、信號(hào)列表窗口、源文件窗口等。 (2)Dataflow(數(shù)據(jù)流)。 打開Dataflow窗口，在該窗口中顯示數(shù)據(jù)的流向。 (3)List(列表)。 打開列表窗口。 (4)Process(進(jìn)程)。 打開過程窗口，該窗口顯示了設(shè)計(jì)中的進(jìn)程所在的位置。 (5)Signals(信號(hào))。 打開信號(hào)窗口。該窗口顯示了設(shè)計(jì)中所有信號(hào)的列表。 (6)Source(源文件)。 打開源文件窗口，可以在源文件窗口中顯示設(shè)計(jì)中使用的源文件。 (7)Structure(結(jié)構(gòu))。 打開結(jié)構(gòu)窗口，該窗口以列表方式顯示了設(shè)計(jì)中所有到的結(jié)構(gòu)，雙擊某一結(jié)構(gòu)，可以查找定義該結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句。 (8)Variables(變量)。 打開變量窗口，該窗口以列表方式顯示了設(shè)計(jì)中定義的所有變量。 (9)Wave(波形)。 打開波形窗口，這是我們仿真時(shí)經(jīng)常需要查看的窗口，在其中顯示了輸入和輸出的波形。 (10)Dataset。 打開Dataset瀏覽器來打開、關(guān)閉、重命名或激活一個(gè)Dataset。用戶在使用的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有什么變化，這時(shí)候可以看看Workspace窗口下是不是多了一個(gè)選項(xiàng)卡。該選項(xiàng)卡顯示的內(nèi)容與Structure窗口顯示的完全相同。 (11)Coverage(覆蓋率)。 查看仿真的代碼覆蓋率。 (12)Active Processes(活動(dòng)的進(jìn)程)。 當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程。 (13)Workspace(工作區(qū))。 打開當(dāng)前的工作區(qū)。 (14)Encoding(編碼)。 以不同的編碼查看。 (15)Properties。 顯示工作區(qū)中選中對(duì)象的屬性。 4.“Compile”菜單 (1)Compile(編譯)。 把HDL源文件編譯到當(dāng)前工程的工作庫(kù)中。 (2)Compile Options(編譯選項(xiàng))。 設(shè)置VHDL和Verilog編譯選項(xiàng)，例如可以選擇編譯時(shí)采用的語(yǔ)法標(biāo)準(zhǔn)等。 (3)Compile All(全編譯) 編譯當(dāng)前工程中的所有文件。 (4)Compile Select(編譯選中的文件) 編譯當(dāng)前工程中的選中文件。 (5)Compile Order(編譯順序) 設(shè)置編譯順序，一般系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)VHDL自動(dòng)生成編譯順序，但對(duì)于Verilog需要指定編譯順序。 (6)Compile Report(編譯報(bào)告) 有關(guān)工程中已選文件的編譯報(bào)告。 (7)Compile Summary(編譯摘要) 有關(guān)工程中所有文件的編譯報(bào)告。 5.“Simulate”菜單 這里的編譯及運(yùn)行命令類似于Visual Ctf等高級(jí)語(yǔ)言的調(diào)試時(shí)候的命令。 (1)Simulate(仿真)。 裝載設(shè)計(jì)單元。 (2)Simulation Options(仿真選項(xiàng))。 設(shè)置仿真選項(xiàng)。 (3)Run(運(yùn)行)。 · Run ***ns：在該仿真時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行仿真。若要改變長(zhǎng)度，可在Simulation Options中設(shè)置或在工具欄中修改。 · Run-All(運(yùn)行所有仿真)：進(jìn)行仿真，直到用戶停止它。 · Continue(繼續(xù))：繼續(xù)仿真。 · Run-Next(運(yùn)行到下一事件)：運(yùn)行到下一個(gè)事件發(fā)生為止。 · Step(單步)：?jiǎn)尾椒抡妗?br /> · Step-Over：仿真至子程序結(jié)束。 · Restart：重新開始仿真，重新加載設(shè)計(jì)模塊，并初始化仿真時(shí)間為零。 (4)Break(停止)。 停止當(dāng)前的仿真。 (5)End Simulation(結(jié)束仿真)。 結(jié)束當(dāng)前仿真。 6.“Tools”菜單 (1)Waveform Compare(波形比較)。 在子菜單中有具體進(jìn)行波形比較的命令。 (2)Coverage(覆蓋率)。 測(cè)試仿真的代碼覆蓋率，所謂代碼覆蓋率是指仿真運(yùn)行到當(dāng)前已運(yùn)行的代碼占所有代碼的比例，當(dāng)然是越接近100%越好。 (3)Breakpoints(斷點(diǎn)設(shè)置)。 單擊此選項(xiàng)出現(xiàn)斷點(diǎn)設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置斷點(diǎn)。 (4)Execute Macro(執(zhí)行宏文件)。 所謂的宏文件就是保存后的腳本，腳本保存起來，以后可以利用該命令來重新執(zhí)行。 (5)Options(選項(xiàng))。 · Transcript File：設(shè)置腳本文件的保存。 · Command History：命令歷史。 · Save File：保存腳本文件。 · Saved Lines：限制腳本文件的行數(shù)。 · Line Prefix：設(shè)置每一行的初始前綴。 · Update Rate：設(shè)置狀態(tài)條的刷新頻率。 · ModelSim Prompt：改變ModelSim的命令提示符。 · VSIM Prompt： 改變VSIM的命令提示符。 · Paused Prompt： 改變Paused的命令提示符。 · HTML Viewer：設(shè)置打開在線幫助的文件。 (6)Edit Preferences(編輯參數(shù)選取)。 設(shè)置編輯參數(shù)。 (7)Save Preferences(保存參數(shù)選取)。 設(shè)置保存用的參數(shù)。 7.“Window”菜單 (1)Initial Layout(初始化版面)。 恢復(fù)所有窗口到初始時(shí)的大小和位置。 (2)Cascade(層疊)。 使所有打開的窗口層疊。 (3)Tile Horizontally(水平平鋪)。 水平分隔屏幕，顯示所有打開的窗口。 (4)Tile Vertically(垂直平鋪)。 垂直分隔屏幕，顯示所有打開的窗口。 (5)Layout Style(版面格式)。 · Default(默認(rèn)格式)：與Initial Layout格式相同。 · Classic(經(jīng)典格式)：采樣低于5.5版本的格式。 · Cascade：與Cascade格式相同。 · Horizontally：與Tile Horizontally格式相同。 · Vertically：與Tile Vertically格式相同。 (6)Icon Children。 除了主窗口之外的其他窗口縮為圖標(biāo)。 (7)Icon All。 將所有窗口縮為圖標(biāo)。 (8)Deacon All。 將所有縮為圖標(biāo)的窗口還原。 8.“Help”窗口 (1)About ModelSim。 顯示ModelSim的版本、版權(quán)等信息。 (2)Release Notes。 顯示ModelSim的版本發(fā)布信息。 (3)Welcome Menu。 顯示歡迎畫面。 (4)PDF Documentation。 在子菜單中可以選擇ModelSim的PDF文檔。 SE HTML Documentation：ModelSim的超文本文檔。 (5)Tcl Help：Tcl幫助文檔。 Tcl是Tools Command Language的縮寫，它是一種可擴(kuò)充的命令解釋語(yǔ)言，具有與C語(yǔ)言的接口和命令的能力，應(yīng)用非常廣泛，這方面也有專門的書籍。 (6)Tcl Man Pages：Tcl主頁(yè)面。 (7)Technotes：技術(shù)文檔。 7.2.3 工具欄 ModelSim的工具欄如圖7.4所示。從左到右依次為：打開、復(fù)制、粘貼、編譯選定、編譯全部、仿真、停止仿真、重新開始仿真、仿真步長(zhǎng)、運(yùn)行一步、繼續(xù)運(yùn)行、運(yùn)行所有、單步執(zhí)行、主程序的單步執(zhí)行。 圖7.4 7.2.4 工作區(qū) 由圖7.3可以看到，在用戶使用界面里面工作區(qū)占有的面積最大，工作區(qū)初始可以分為左右兩部分：左邊是文件或者工程列表，右邊是相應(yīng)的文件的顯示區(qū)。 7.2.5 狀態(tài)欄 ModelSim的狀態(tài)條如圖7.5所示，其中左面為當(dāng)前工程的名稱，右面為與當(dāng)前仿真相關(guān)的一些系數(shù)，如仿真時(shí)間和仿真變量等。 圖7.5 狀態(tài)欄 |
