modulsim手動編譯一般流程_1

1、圖2.5.17添加以后文件圖2.5.18文件添加完成手動編譯一般流程:手動創(chuàng)建仿真項目f手動加載.V與.vt文件f手動編譯.V與.vt文件f手動啟動仿真f手動添加仿真信號f手動播放仿真正如上述流程所示，手動編譯相較自動編譯只是少了步驟預(yù)先設(shè)置”之余，還有自動改為手動而已。況且在效果上，半自動編譯有點類似手動編譯，因此不得不讓人思考，我們?yōu)楹芜€要手動編譯呢？假設(shè)筆者是一粒窮光蛋，沒有錢購買Quartus II，因此筆者無法實現(xiàn)自動編譯還有半自動編譯。此刻Modelsim就會成為另一個集成環(huán)境，為此讓我們暫時拋開Quartus II，嘗試使用Modelsim執(zhí)行手動編譯好讓自己有個深刻的理解。圖2

2、.5.14手動創(chuàng)建仿真項目1打開Modelsim，然后切換到Project界面，隨之選擇File菜單，沿著New選項右邊再點擊 Project，過程如圖2.5.14所示。過 不了一會，Create Project窗口就會浮現(xiàn)在眼前：（一）Project Name的作用不大隨意輸入就好，筆者取名為mannual;（二） Project Location是仿真設(shè)計的路徑；（三） Default Library Name是設(shè)計庫的取名，默認為 work筆者取名為 mannu al_work ；（四）點擊0K生效。（步驟手動創(chuàng)建項目完成）手 動創(chuàng)建項目完成以后，Add item to the Proj

3、ect窗口會浮現(xiàn)在眼見。如圖2.5.15所示，其中有4個選項，而且意義也很直接， 在此筆者就不解釋了。點擊Add Exist ing File Add file to Project窗口就會浮現(xiàn)在眼前，結(jié)果如圖2.5.16所示，沿著右方點擊Browse圖 2.5.16 Add file to the Project 窗口圖 2.5.15 Add item to the Project 窗口按鍵，將 Multiplier_module.v還有multiplier_module.vt這兩個已有文件添加進來，過程如圖 2.5.17所示。時候，Project界面就會出現(xiàn)方才添加進來的兩個文件，結(jié)果如圖

4、一2.5.18所示。（步驟手動添 加文件完成）圖2.5.19手動編譯。如圖2.5.19所示，右鍵點擊任意文件，然后沿著Compile選項選擇Compile All,編譯所有文件（步驟手動編譯文件完成）事后，切換到Library界面，向下拉動滾條直至找到mannual_work這個自定義的設(shè)計庫，暫開之后右鍵點擊仿真環(huán)境，接著選擇Simulate,然后仿真就會啟動。（步驟手動啟動仿真完成）圖2.5.20手動啟動仿真圖2.5.21手動添加仿真信號圖2.5.22仿真信號手動添加完畢稍 等一會后，仿真就會啟動完畢，借此Sim界面也會跟著浮出水面。假設(shè)筆者想觀察仿真對象 multiplier_modul

5、e的全體輸出， 筆者可以展開仿真環(huán)境，右鍵點擊U1,接著選擇AddWave,過程如圖2.5.21所示。切換至wave界面，仔細觀察一下 wave界 面的左框，已經(jīng)出現(xiàn)密密麻麻的仿真信號，結(jié)果如圖2.5.22所示。在此我們可以斷定，手動添加仿真信號已經(jīng)完成。（步驟手動添加仿真信號完成）圖2.5.23手動播放仿真圖2.5.24手動播放仿真完畢10us的仿真時間對于實驗一來說過于充足了，在此筆者 輸入1us的仿真時間，結(jié)果如圖2.5.23所示，然后沿著右方點擊按 鈕，開始播放仿真。經(jīng)過幾個呼 吸的時間以后，wave界面的右框就會出現(xiàn)波形圖，結(jié)果如圖2.5.24所以。此刻我們可以斷定， 手動播放仿真已

6、經(jīng)完畢。（步驟手動播放仿真完成）wave界面非常好了，開場白就講到這里。首先經(jīng)由自動編譯啟動實驗一的仿真，然后再切換到 示。wave界面作為本節(jié)的開端，過程如圖2.6.1所手 動編譯一般是辛苦的勞動，啊！不是 是缺少集成環(huán)境（如Quartus II）的情況下，才會選擇的下下策。手動編譯與半自 動編譯雖然相似，但是筆者卻一直喜歡不上它，是否筆者太懶，還是手動編譯太麻煩了？不管怎么樣，初學(xué)者一般建議使用自動編譯，然后再選擇性使用半自動編譯。至于手動編譯，除非是學(xué)習(xí)作用，不然就無視它。Wave界面是Modelsim所有界面之中最有用的界面，wave界面好比電視屏幕，用來顯示節(jié)目， 亦即波形圖。操作w

7、ave界面近 似操作老式CRT電視，又似 操作現(xiàn)代液晶電視，這句話聽起來雖然覺得有點矛盾。舉例而言，如果讀者只是 看爽”波形圖而已， 亦即看看形狀然后傻笑自認看懂，結(jié)果就是老式CRT電視，操作程度非常傻瓜。反之，如果讀者要仔細觀察每一個時鐘具體的時序情況，那么就是現(xiàn)代液晶電視，操作程度非常細膩。操作wave界面主要分為兩種，針對老式 CRT電視稱為傻瓜操作；針對現(xiàn)代液晶電視稱為細膩操作。傻瓜操作沒什么好談的, 換之細膩操作是仿真技巧不可缺少的手段之一。不過，讀者別擔心，細膩操作界面也沒有印象中那么困難，前提條件除了耐心以外，還是耐心，因為細膩操作 耗費精力還有時間，稍微一個不留心也會自亂陣腳。

8、圖2.6.1自動編譯實驗一疣出F 金計示爸工畀圖2.6.2 Wave界面簡介為了減輕讀者的學(xué)習(xí)壓力，圖 2.6.2是經(jīng)過筆者打碼以后的 wave界面。Wave界面一般有3大顯示框:（一） 波形圖顯式框（二） 仿真信號顯示框（三） 光標信息顯示框其一，波形圖顯示框顧名思義就是用來顯示波形圖的地方，亦即Modelsim的圖形輸出；其二，仿真信號顯示框主要是用來顯示仿真信號，還有仿真信號當前時 鐘的結(jié)果；其三，光標信息顯示框是用來指示光標信息，如光標名還有光標位置。顯示框 不同，工具也不同，常用的工具如圖 2.6.2所示，表2.6.1則是工 具的簡單歸類。表2.6.1各種工具歸類。其他波形圖顯式框光

9、標信息顯示框仿真信號顯示框播放工具常規(guī)工具屏幕工具標簽工具光標工具搜索工具掃啟時間踴放費新播放圖2.6.3播放工具。如圖2.6.3所示，那是讀者再熟悉不過的播放工具，不過筆者還是循例來講一下。有作為的功能如圖2.6.3所示，亦即重新播放, 播放時間還有播放。l重新播放如字面上的意思就從0時間開始起播放仿真，而不是重啟整個仿真；l播放時間也是播放進度； l播放亦即開始播放;J I umklBK.1 IKBHUI.I LU Lt I H ULH I |光 felHp- - - _ _ BL m自由模式一 t詡放噪式圖264常規(guī)工具圖2.6.4是常規(guī)工具也稱為模式工具。常用的模式除了自由模式以外還有

10、就是縮放模式。自由模式也是默認模式，當自由模式啟動以后我們可以任意點擊波形圖顯 示框任意地方，縮放模式主要用來放大某個時間段。如圖 2.6.5所示，筆者啟動縮放模式 以后，筆者放大0309ps的時間段，事后0309ps時間段 就會充溢整個波形圖顯示框。然而縮放模式，筆者也是偶爾的情況下 才會使用而已。屏幕全局放大的結(jié)果，最大播放時間1.2 ns屏幕全局放大的結(jié)果，最大播放時間2ns左右左右 圖2.6.7各種顯示結(jié)果圖2.6.6所示是屏幕工具，常用功能有屏幕放大，屏幕放小，按光標放大，還有全局放大，各種顯示結(jié)果如圖2.6.7所示。是標準顯示；是標準顯示根據(jù) 放大以后的結(jié)果；是標準顯示放小以后的結(jié)

11、果； 是標準顯示按光標放大以后的結(jié)果， 然而與的不同之處就在于 是基于光標為中心的位置 3.9ns放 大顯示； 與都是標準顯示按全局放大以后的結(jié)果，然而的最大播放時間只有1.2ns左右，反之的最大播放時間只有2ns左右, 根 據(jù)最大仿真時間的不同，全局放大也會產(chǎn)生不同的顯示結(jié)果。反觀筆者，究竟那種功能才是最常用的呢？筆者很懶，筆者 比較喜歡按著 +滑鼠滾動鍵，縮放屏幕，因為這樣作比較省力。OaoMCiosoomiQIBoot圖265縮放模式放丈全局放尢 T!辿 竇門展尢圖2.6.6屏幕工具屏幕標準的結(jié)果屏幕放大的結(jié)果屏幕放小的結(jié)果屏幕按光標放大的結(jié)果讀取標簽記錄圖268標簽工具標簽是保存當前波

12、形圖顯示框狀態(tài)最好的工具，如圖2.6.8所示，常用的標簽功能有:I添加標簽，亦即為當前波形圖顯示狀態(tài)插入標簽；l刪除所有標簽，顧名思義就是清楚所有標簽記錄；I讀取標簽，則是讀取標簽記錄；I管理標簽，如字面上的意思，也有標簽綜合功能之稱。H bDkmrkZ 0 ps - 1608 ps圖269標簽工具使用過程 圖2.6.9是標簽工具使用過程，假設(shè) 是筆者預(yù)想保存的顯示狀態(tài)，然后筆者可以點擊 添加標簽 功能將當前顯示狀態(tài)記錄起 來。是筆者不小心攪亂顯示狀態(tài) 的后果，不甘心的筆者，如所示點擊”讀取標簽功能，調(diào)回的顯示狀態(tài)。是讀取 標簽的結(jié)果，與相較之下并沒有差別。對于波形圖 顯式框而言，標簽工具是非

13、常方便的工具，有時候時序記錄過于龐大或者過度復(fù)雜，由于波形圖顯式框的長度有 限，這時候標簽工具就派上用場了。善用標簽工具會節(jié)省將波形圖顯式框拖來拖去的勞動，我們可以將某個時間段的顯示狀態(tài)記錄起來，又或者保存屏幕縮放結(jié)果。所以說，標簽工具和筆者的相性是非常好。圖2.6.10光標工具。光標是一個非常好用的工具，光標的作用好比補助線，參考線或者對齊線，然而光標也可以充當計算時間個數(shù)的好幫手。光標 工具的常用功能如圖2.6.10所示：I添加光標，就是添加新光標；I刪除光標，就是刪除當前選擇光標；I上一個信號沿，就是將當前光標移至當前信號的上一個信號沿；I下一個信號沿，就是將當前光標移至當前信號的下一個

14、信號沿；I上一個下降沿，就是將當前光標移至當前信號的上一個下降沿；I下一個下降沿，就是將當前光標移至當前信號的下一個下降沿;l上一個上升沿，就是將當前光標移至當前信號的上一個上升沿;涵加標隹蛙理標簽記除所有掠簽謹取標整預(yù)想保存當前顯示狀態(tài)圖2610顯示狀態(tài)經(jīng)攪亂以后顯示狀態(tài)讀取完畢=14l下一個上升沿，就是將當前光標移至當前信號的下一個上升沿信 號沿是時序基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，所謂觸發(fā)沿，有時候也稱為觸發(fā)沿，亦即信號發(fā)生狀態(tài)變化的那一刻。下降沿，意指由高變低的 信號沿；換之，上升沿意指由低變高的信號 沿。不管物理時序還是理想時序，信號沿的概念也是相同的。為了讓讀者有感知 認識一下光標工具的作用，筆者稍微

15、示范幾個光標工具常用的例子。圖2.6.11添加光標，選擇信號，光標信息。如圖2.6.11所示，筆者新添加一個光標，光標信息顯示框表示該光標名為Cursor4 （簡稱C4-塑料炸彈笑），指向位置為0.01 ns。單條光標的作用下，C4作為信號的對齊補助線。說點題外話。人的大腦是非常喜歡偷懶的東西，其中有這樣的實驗說過：當一個人步入一間四方空間以后，大腦為了省事，就 會記錄四方空間8個對角，作為平衡校準。同樣的道理發(fā)生在光標的身上，時序圖是一種并行可視化的記錄，在此對齊作用的 補助線可以減輕眼睛還有大腦的負擔。圖2.6.12隨著信號的上升沿移動光標舉例CLK信號與C4光標同時被選中。我們知道 CL

16、K信號一般將上升沿作為觸發(fā)沿，如果筆者預(yù)想來回移動在于CLK信號之間的上升沿，筆者可以執(zhí)行上一個上升沿還有下一個上升沿功能，結(jié)果如圖2.6.12所示，C4已經(jīng)移動至0.15ns的位置。re圖2.6.13計算信號的周期時間。假 設(shè)筆者預(yù)想結(jié)出Start_Sig信號的周期，于是筆者再新添加一個光標，名為 Cursor5 （簡稱C5）。C4移至0.01 ns的位置，然 而C5移至0.29ns的位 置，然后光標工具之間會自動求出時間差。如圖2.6.13所示，Start_sig信號位于C4C5之間一共占有0.28ns 時間。如果筆者為進一步求 出Start_Sig信號位于C4C5之間一共占用多少個時鐘，

17、筆者可以這樣計算：Start_Sig信號周期/時鐘周期 =0.28ns / 0.02ns結(jié)果而言，Start_Sig信號位于C4C5之間，一共占用14個時鐘光 標是一種非常頑皮的工具，時常跑來跑去，因此我們可以配合光標信息顯示框的鎖定功能來固定光標。如圖2.6.14所示,筆者沿著左下方點擊鎖定按鍵以后，C4就這樣被固定住了，換之C5卻沒有。除了鎖定功能以外，光標信息框還有兩個像極把手“還有”禁止進入 的按鍵，前者是配置光標，后者是刪除光標，總之是非常單純的功能，用不著筆者特意解釋吧？鎖定功能算是筆者比較常用的光標功能之一，像筆者這種喜歡作記錄的男人，有時候為了標記詳細的時序過程，動不動就會用

18、上十幾來個光標。如果每個光標都跑來跑去的話，筆者會直接發(fā)瘋的，因此鎖定功能在某種意義上已經(jīng)多次拯救筆者的小命。圖2.6.2顯示，除了波形圖顯示框或者光標信息顯示框以外，還有一個名為仿真信號顯示框的東西。筆者曾在2.5小節(jié)演示過,仿真信號可經(jīng)由自動編譯自行添 加又或者人為后期添加都行。仿真信號顯示框相較其它，自身隱藏的功能不僅豐富而且也非 常實用。仿真信號顯示框的左邊是仿真信號的命名，右邊則是信號處于當前時鐘的結(jié)果。前者可以更動，后者則不行。單位寬信號多位寬信號圖2.6.15單位寬與多位寬仿真信號。仿真信號一般分為兩種，亦即單位寬信號還有多位寬信號，如圖2.6.15所示。單位寬信號例子有 CLK

19、信號，RSTn信號，Start_Sig 信號還有 Don e_Sig信號，一般格式皆為 Logic邏輯。多位寬信號例子有 Multiplica nd信號，Multiplier信號，Product信號還有 i信號，一般格式皆為 Literal。圖2.6.16展開多位寬信號圖2.6.14鎖定光標圖2.6.2 Wave界面簡介圖2.6.16多位寬仿真信號的模擬格式。多 位寬仿真信號還有另一個有趣的顯示格式，亦即模擬格式（ Analog）。如圖2616所示，筆者選擇Product信號作為小白 鼠，然后更改模擬格式。緊接著，Product信號的波形圖再也不是疊加格式而是模擬格式。模擬格式有Automat

20、ic （自動）與Custom （自定義）。模擬格式后退式。圖2.6.17各種模擬格式。自動模擬格式會執(zhí)行設(shè)置，顯示高度（Height），還有最大值（Max）和最小值（Min）的范圍，階梯式作為默認模擬格式， 反之自定義模式必須手動設(shè)置 上述幾個選項。此外，除了默認的階梯式 以外，模擬格式還有加入式 ，或者后退式（預(yù) 想知道什么式請自行谷歌），各種效果如圖2.6.17所示。模擬格 式的程度仿真AC/DC或者波形算法以外才使用而已，普通情況下很少用上。模擬格式階梯式模擬格式加入式圖2.6.18更改進制多 位寬仿真信號除了可以更改格式（Format）以外，還能更改基數(shù)（Radi。如圖2.6.18所示

21、，筆者將 Multiplica nd信號， Multiplier信號，Product信號，還有i信號更改為十進制。此刻，仿真信號顯示框，還有波形顯示框的文字信息都為十進制表 示。曾經(jīng)有同學(xué)問過筆者，如何批量更改仿真信號的顯示基數(shù)？方法非常簡單，只要按住Ctrl鍵或者Shift鍵多項選擇仿真信號，然后右鍵點擊其中一個選中信號再更改基數(shù)，結(jié)果其它被選中的仿真信號也會跟著變動。Modelsim可以支持的基數(shù)如表2.6.1所示:表2.6.1 Modelsim可以支持的顯示基數(shù)。Symbolic作用不明Binary 二進制9Octal八進制Un sig ned 無符號位Hexadecimal十六進制AS

22、CII字符Time時鐘單位Fixed Point 定點UseGlobalRadix 作用不明Numeric Enums作用不明Symbolic Enums 作用不明如果表2.6.1所示，盡是常見的基數(shù)，不過如 Time或者Fixed Point它們是比較特殊的基數(shù)，此外還有一些作用不明的基數(shù), 怒筆者知識有限不懂說明，有興趣的朋友可以自行研究看看。有時候我們會遇見仿真信號過多，結(jié)果逼不得已不分組仿真信號。根據(jù)筆者的習(xí)慣，仿真信號一共有3種分組方法，亦即NewWindow Pane 分組，Add Divider 分組，還有 Group 分組。pter mgduhe stfnJa&in MJUgi

23、K蹈*dioHljtxbtll50faHRteil 麗鬼；如圖2.6.19所示，隨便右鍵任意仿真信號，然后沿著Add選擇New Window Pane,然后Modelsim會自動向下添加新 WindowPane,接著利用滑鼠手動拖拽仿真信號進入即可。圖 2.6.19 New Window Pane 分組。圖 2.6.20 刪除 Window Pane。New Window Pane分組有一個非常頭疼的問題， Window Pane雖然容易添加，不過刪除 Window Pane卻比較麻煩。如圖2.6.20 所示，我們可以經(jīng)由 Edit菜單選擇Delete WindowPane來刪除當前選擇的 W

24、indow Pane，但是連同組內(nèi)信號都會一同刪除。New Win dow Pane分組看似作用不大，不過如果解讀時序比較隨意，好比使用衛(wèi)生紙擦完既丟的話，New Window Pane分組不差是一個好方法。圖 2.6.21 Add Divider分組。Add Divider分組是筆者常用的分組方法之一。如圖2.6.1所示，右鍵點擊任意仿真信號，沿著Add然后選擇New Divider。AddDivider分組可以注釋組名，圖中筆者將仿真信號分為四組，亦即Environment Signal, Input Signal，Output Signal，還有Misc。如果解讀時序仔細而且又不是最終的

25、話，Add Divider是不錯的分組方法。此外，Add Divider生成的分割線可以當成仿真信號按鍵刪除。圖 2.6.22 Group分組最后還有一個分組方法就是 Group分組，我們可以選擇預(yù)想分成一組的仿真信號，然后右鍵點擊任一仿真信號，再者選擇Group， 過程如圖2.6.22所示。圖中，筆者將所有仿真信號分為四組。圖2.6.23暫開或者回收Group分組仿真信號。Group分組相較Add Divider分組，前者可以注釋組名以外，也可以任意暫開或者回收相關(guān)的分組，效果如圖2.6.23所示圖2.6.24撤銷Group分組2.6.26所示，是筆者心血來潮的藝術(shù)成除 此之外，撤銷Grou

26、p分組也非常簡單，如圖2.6.24所示，選擇預(yù)想撤銷的分組，然后右鍵點擊Un group即可。Group分組不管上看下看還是左看右看都是最好的分組方法，除了注釋組名以外，組名也可以一同顯示在波形圖顯示框當中，而且展開回 收分組功能也助于仿真信號管理。如果波形圖不是供人欣賞，筆者一般都不會使用它。圖2.6.25信號選擇顏色仿 真信號顯示框還有較為花俏的功能，亦即更改信號波形的顏色。如圖2.6.25所示，筆者右鍵點擊CLK信號，然后選擇Properties。不一會兒，Wave Propertie s窗口就會浮現(xiàn)在眼前，沿著 Wave Color點擊vColors鍵，結(jié)果又會跳出顏色小窗 口，筆者選擇黃色。事后，CLK信號的波形圖顏色就會讓上黃色，過程誒圖2.6.25所示。1_ _-T JbTJt &wiram&nE Siprui )u umuimnn頑infiiUiwiniurijnfiimnnfuipJwumiLin/iftmimnnfi肌血sSsuj二 &廠nji _|_j /i *0 5T KJF二 7(Output Spiri)il n|n|n|1 吐 1丨Or JE.LJi 1 J. 1-X