modelsim實(shí)驗(yàn)教程

1、試驗(yàn)一1. 試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)試驗(yàn)把握如何用modelsim 進(jìn)行功能仿真以準(zhǔn)時(shí)序仿真；2. 試驗(yàn)內(nèi)容（ 1）編譯代碼，進(jìn)行功能仿真；（ 2）用 modelsim 進(jìn)行代碼掩蓋率檢查及分析，并輸出掩蓋率報(bào)告；（ 3）用 modelsim將 dc 綜合出來(lái)的門(mén)級(jí)網(wǎng)表以準(zhǔn)時(shí)序文件進(jìn)行后仿真；（ 4）用 do 文件自動(dòng)完成仿真步驟，即腳本自動(dòng)化；3. 試驗(yàn)步驟1 功能仿真前仿真主旨在于驗(yàn)證電路功能是否符合設(shè)計(jì)要求，它不考慮門(mén)推遲與線路推遲，旨在驗(yàn)證電路功能是否正確；第一步：打開(kāi) modelsim 軟件并建立工程登陸工作站后，進(jìn)入命令界面，輸入命令vsim ，按回車(chē)鍵，打開(kāi)modelsim 軟件， 如下圖所

2、示挑選 file 選項(xiàng)，點(diǎn)擊 file-new-project ，如下圖所示：然后彈出如下界面， 需要給所建立的工程起名， 為了便利治理， 工程名可以與頂層模塊名字相一樣； project location 一欄表示的是工程所在目錄， work 代表工作庫(kù)，里面包含全部編譯過(guò)的文件；輸入工程名，并確定了工程所在位置后，點(diǎn)ok ；其次步：加入源文件并編譯建立好工程后，會(huì)彈出下圖所示窗口，可以挑選create new file 來(lái)在 modelsim 中直接編輯代碼文件 ,也可以挑選add existing file加入已有的源文件；也可以通過(guò)挑選 file-new-source來(lái)編輯源文件，如下

3、圖所示：加 入 源 文 件 后 ， 可 以 鼠 標(biāo) 選 擇 源 文 件 ， 點(diǎn) 擊 右 鍵compile-compile selected 來(lái)編譯源文件；也可以點(diǎn)擊直接編譯源文件；挑選， 可以編譯工程里面全部的源文件；在 transcript 窗口中可以查看編譯結(jié)果；假如有錯(cuò)誤，可以雙擊錯(cuò)誤提示，改正錯(cuò)誤，再編譯；第三步：仿真源文件編譯勝利證明源代碼沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤， 啟動(dòng)仿真器對(duì)源文件進(jìn)行仿真；挑選 simulate-start simulation 或者點(diǎn)擊按鈕 ，會(huì)彈出一個(gè)挑選框，將 enable optimization 選項(xiàng)勾掉，這是仿真優(yōu)化選項(xiàng)， 會(huì)對(duì)時(shí)鐘等進(jìn)行優(yōu)化， 在功能仿真階段不

4、需要優(yōu)化時(shí)鐘， 在后續(xù)布局布線中會(huì)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化； 同時(shí)要挑選仿真的測(cè)試文件在work 工作庫(kù)下，挑選測(cè)試文件，點(diǎn)擊ok ；挑選后的挑選框如下圖所示：在彈出的 instance 窗口中，挑選測(cè)試文件點(diǎn)擊右鍵，挑選add-to wave-all items in region將信號(hào)加到波形圖中：加入信號(hào)后， 點(diǎn)擊按鈕查看波形圖；進(jìn)行仿真， 點(diǎn)擊按鈕可以停止仿真，（ 2）代碼掩蓋率仿真modelsim代碼 覆 蓋 率 功 能 code coverage ， 能 報(bào) 告 出statement（ 語(yǔ)句）、branch（ 分支）、condition （ 條件）、expression（表達(dá)）、toggle

5、（信號(hào)翻轉(zhuǎn)）、fsm（有限狀態(tài)機(jī)）等多種掩蓋率情形；第一步：編譯選項(xiàng)在 modelsim 的 workspace 里選中需要查看代碼掩蓋率的文件，然后點(diǎn)擊右鍵挑選compile compile properties，如下圖之后挑選“ coverage”選項(xiàng)，顯現(xiàn)下圖所示的窗口，依據(jù)需要挑選選項(xiàng)，這里選statement 、branch 、condition、expression 和 toggle ；選完點(diǎn) ok；其次步：編譯點(diǎn)工具欄中的，編譯全部的選中的文件，勝利后進(jìn)行下面的步驟；第三步：仿真點(diǎn)工具欄中的，顯現(xiàn)下面的窗口：（注：不要挑選“ enable optimization”）挑選 oth

6、ers ，顯現(xiàn)如下圖所示的窗口：挑選“ enable code coverage”后點(diǎn)“ ok”后顯現(xiàn)下面的窗口：然后就可以觀看結(jié)果；（ 3）后仿真后仿真是將綜合出的網(wǎng)表文件進(jìn)行仿真，檢查其時(shí)序是否符合要求；第一步：加入文件并反標(biāo)函數(shù)；第一將綜合 所映 射的庫(kù)文件 （工 作站的庫(kù)文 件目 錄為/tools/lib/smic13/smic0.13um/feview_stdio/version1.0/std/verilog/）smic13.v 拷貝到工程所在的目錄下；然后將綜合出來(lái)的網(wǎng)表文件（一般是.v 文件）以及延時(shí)文件（ .sdf ）文件也拷貝進(jìn)來(lái)；將測(cè)試文件也拷貝進(jìn)來(lái)， 并將這幾個(gè)文件加入工

7、程； 在測(cè)試文件中加上如下函數(shù)initial begin$sdf_annotate路徑 延時(shí)文件名 .sdf,實(shí)例名 ；end該函數(shù)的作用是把延時(shí)文件反標(biāo)到綜合網(wǎng)表中；其次步 編譯將網(wǎng)表文件、庫(kù)文件、延時(shí)文件以及測(cè)試文件全部編譯；編譯步驟與前仿真相同；第三步 仿真編譯通過(guò)后，啟動(dòng)仿真器，步驟與前仿真相同；就可以看到帶延時(shí)的仿真結(jié)果了；（ 4）腳本自動(dòng)化do文件是一種腳本文件，可以一次執(zhí)行多條命令；執(zhí)行do文件可以一次完成多條仿真步驟，包括編譯，加信號(hào)，仿真等；下面是一個(gè)能完成簡(jiǎn)潔仿真的do 文件的實(shí)例：#compile the filesvlog:for verilog, vcom:for v

8、hdl vlog drink_machine.v test_drink_machine.v# load simulationvsim work.test_drink_machine# vsim -novopt work.test_drink_machine# -novopt: dont select enable optimmization.#add waveadd wave -color yellow sim:/test_drink_machine/clk add wave sim:/test_drink_machine/rst_nadd wave -radix binary sim:/te

9、st_drink_machine/nickel_inadd wave -format literal sim:/test_drink_machine/dime_in add wave sim:/test_drink_machine/quarter_inadd wave sim:/test_drink_machine/collect add wave sim:/test_drink_machine/dispense add wave sim:/test_drink_machine/nickel_out add wave sim:/test_drink_machine/dime_out # -co

10、lor: set the waves color# -format: set the waves format, it has three option:#logic, literal and event, if you have not#set it, the format is logic. # -radix: set the signals radix notation.# run simulation run -all執(zhí)行步驟：第一將寫(xiě)好的.do文件加入到工程中，然后在modelsim 的命令界面中輸入命令： do 文件名 .do ，如下圖所示然后 modelsim 會(huì)自動(dòng)執(zhí)行編譯仿真

11、等操作；3. 試驗(yàn)結(jié)果（ 1）功能仿真試驗(yàn)結(jié)果觀看可以通過(guò)點(diǎn)擊按鈕將波形圖解鎖出來(lái)，到全屏狀態(tài)也可以點(diǎn)擊菜單欄的按鈕和，將波形放大或者縮小（ 2）代碼掩蓋率結(jié)果觀看下面介紹反映代碼掩蓋率情形的各個(gè)窗口；workspace 窗口在 workspace 窗口挑選 files 標(biāo)簽頁(yè)并拖動(dòng)滾動(dòng)條到右側(cè)， 設(shè)計(jì)的每個(gè)文件顯示了語(yǔ)句、 分支、 條件和表達(dá)式等語(yǔ)句的執(zhí)行掩蓋率匯總統(tǒng)計(jì)信息；在 workspace 窗口挑選 files標(biāo)簽頁(yè)并拖動(dòng)滾動(dòng)條到右側(cè)， 本窗口將以設(shè)計(jì)中的每一條目來(lái)顯示執(zhí)行掩蓋統(tǒng)計(jì)；missed coverage （未掩蓋到對(duì)象列表窗）窗口本窗口用于顯示所挑選文件未被執(zhí)行的語(yǔ)句、分支

12、、條件、表達(dá)式或未翻轉(zhuǎn)過(guò)的信號(hào)；在 workspace 窗口的 files標(biāo)簽頁(yè)中挑選不同的文件， missed coverage 窗口的顯示會(huì)隨著挑選的文件而更新；下圖為分支覆蓋的情形：下圖為 statement coverage（語(yǔ)句掩蓋率）的情形；此時(shí)挑選任何一個(gè)實(shí)體在源代碼窗口中顯示相應(yīng)的行，設(shè)計(jì)假如包含為被執(zhí)行的語(yǔ)句或分支的行，就被粉紅色高亮顯示， 如下圖；圖中包含了 hits和 bc 欄用來(lái)顯示語(yǔ)句執(zhí)行 （statement hits ）和分支掩蓋（ bc）的情形；如下圖所示，在主窗口菜單欄挑選tool code coverage show coverage numbe ；.hit

13、s 和 bc 欄中的每一行圖標(biāo)將會(huì)被數(shù)字代替， 這些數(shù)字代表了該語(yǔ)句或分支被執(zhí)行的次數(shù)；下表描述了個(gè)圖標(biāo)的含義：圖 標(biāo)描述表示本語(yǔ)句已被執(zhí)行過(guò)表示本行的某語(yǔ)句從未被執(zhí)行過(guò)或表示條件語(yǔ)句的“真”或“假”分支未被執(zhí)行過(guò)表示本行被指示不做代碼掩蓋統(tǒng)計(jì)current exclusion（當(dāng)前不做掩蓋率統(tǒng)計(jì)列表窗）本窗口用于列出所指定的不進(jìn)行掩蓋統(tǒng)計(jì)的全部文件和行； 設(shè)置排出文件如圖，右擊所選中的項(xiàng)，按圖所示操作，操作完后，在current exclusion窗口就會(huì)顯現(xiàn)被排除的文件，同時(shí)源代碼窗口的hits欄的一些行會(huì)顯現(xiàn)，說(shuō)明這些行不做代碼掩蓋統(tǒng)計(jì)；在 current exclusion窗口中右擊需

14、要取消排除設(shè)置的文件，挑選cancel selected exclusions，復(fù)原成原狀，可以做代碼掩蓋率； 設(shè)置排出行如圖，在源代碼窗口右擊 hits欄中需要排除行的圖標(biāo)， 圖中為 105 行，挑選第一個(gè)選項(xiàng)；之后，在 current exclusion窗口會(huì)顯示出被排除的行信息，同時(shí)在源代碼窗口，被排除行的hits欄會(huì)顯現(xiàn)，說(shuō)明該行不做代碼掩蓋統(tǒng)計(jì)；取消排除行操作同上；details（具體資料窗）窗口：本窗口顯示了如真值表或翻轉(zhuǎn)細(xì)節(jié)等具體的未被掩蓋到的情形；當(dāng)在 missed coverage 窗口中挑選一行，可以在details窗口中查看相應(yīng)的具體信息，如下圖：instance coverage（實(shí)例掩蓋列表窗） 本窗口顯示了每個(gè)實(shí)例的掩蓋統(tǒng)計(jì)；objects window （信號(hào)窗口）在該窗口中可以查看狀態(tài)翻轉(zhuǎn)統(tǒng)計(jì)， 翻轉(zhuǎn)掩蓋統(tǒng)計(jì)了