ModelSim后仿真 詳細流程介紹

1、仿真的基本概念后仿真前的基本準備工作后仿真的基本操作步驟什么是仿真?仿真過程，是正確實現(xiàn)設計的關鍵環(huán)節(jié)，用來驗證設計者的設計思想是否正確，及在設計實現(xiàn)過程中各種分布參數(shù)引入后，其設計的功能是否依然正確無誤。仿真的一般性含義是：使用EDA工具，通過對設計的實際工作情況進行模擬，驗證設計的正確性。什么是仿真?仿真的一般性含義是：使用EDA工具，通過對設計的實際工作情況進行模擬，驗證設計的正確性。仿真驗證是FPGA設計過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，大家不要忽略。仿真驗證工作占設計總工作量的仿真驗證工作占設計總工作量的70%“在這個設計規(guī)模達數(shù)百萬門的ASIC、可復用的知識產(chǎn)權（IP）和系統(tǒng)芯片（SOC）

2、的時代，仿真驗證占到了設計總工作量的70%左右。設計團隊應該配備能夠正確描述仿真驗證需求的工程師和專門進行驗證的工程師。仿真驗證工程師的數(shù)量甚至是RTL設計人員的兩倍。” -Writing Testbenches 【美】Janick Bergeron仿真的分類?功能仿真時序仿真仿真仿真綜合前仿真綜合后仿真布局布線后仿真前仿真后仿真仿真的分類?功能仿真（前仿真）是指在一個設計中， 在設計實現(xiàn)前對所創(chuàng)建的邏輯進行的驗證其功能是否正確的過程。綜合后門級功能仿真，綜合工具給出的仿真網(wǎng)表已經(jīng)是與生產(chǎn)廠家的器件的底層元件模型對應起來了，可估計門延時對電路帶來的影響。綜合前仿真綜合前仿真綜合后仿真綜合后仿真

3、只能估計門延時，不能估計線延時，仿真結果和布線后的實際情況還有一定的差距，并不十分準確。由于目前綜合工具比較成熟，一般省去此環(huán)節(jié)的仿真，直接進行下一步仿真。這個階段的仿真可以用來檢查代碼中的語法錯誤以及代碼行為的正確性，其中不包括延時信息。考慮的是理想化的情況，沒有門延遲，沒有布線延遲。只關注代碼的行為級功能描述是否正確。仿真的分類?布局布線后仿真（后仿真），即時序仿真，是指使用布局布線后綜合工具給出的模塊和連線的延時信息， 在最壞的情況下對電路的行為作出實際的評估。門延時走線延時FPGA的實際工作情況的實際工作情況一般來說，布局布線后仿真必須進行，以此確保設計的可靠性和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)時序違規(guī)（

4、Timing Violation）。布局布線后仿真（時序仿真）功能仿真VS布局布線后仿真布局布線后仿真（時序仿真）12設計源代碼和testbench激勵文件3輸入文件輸入文件擴展名為 SDO 或 SDF 的標準時延文件（一般用Quartus生成的.sdo文件）從布局布線結果中抽象出來的門級網(wǎng)表（.vo文件）延時信息 仿真的基本概念后仿真前的基本準備工作 后仿真的基本操作步驟ModelSim庫庫文件，是指已經(jīng)編譯通過的設計文件的總體。ModelSim中有兩種庫類型：工作庫工作庫資源庫資源庫1.資源庫是靜態(tài)不變的，可以作為使用者設計的而一個部分被直接調(diào)用；2.存放著所有可以被當前編譯操作調(diào)用的已經(jīng)

5、編譯過的設計單元；3.每次編譯允許同時調(diào)用多個資源庫；4. ALTERA的仿真庫也屬于資源庫的一種 Description of the business1.庫的內(nèi)容會隨著使用者更新設計文件和重新編譯而變化；2.存放當前設計文件編譯后產(chǎn)生的設計單元； 3.編譯前必須先創(chuàng)建好工作庫； 4.每次編譯只允許有一個工作庫； 5.默認的工作庫名是work ModelSim庫一個工程里面，資源庫可以同時有多個，PLD 廠家的仿真庫其實可以看成資源庫的一種。我們一般要建四種庫：調(diào)用了 lpm 元件的設計仿真時需要LPM調(diào)用了 Altera 的MegaFunction的設計仿真時需要altera_mf調(diào)用了

6、Altera 的原語（primitive ）的設計仿真時需要altera_primitive 例如 cyclone. 在仿真中必用的特定型號的 FPGA/CPLD 的庫元件庫ModelSim庫前三種庫是調(diào)用了相應的ALTERA 設計模塊的設計進行仿真時必備的庫。第四種庫是進行綜合后功能仿真和布線后時序仿真必備的庫。調(diào)用了 lpm 元件的設計仿真時需要LPM調(diào)用了 Altera 的MegaFunction的設計仿真時需要altera_mf調(diào)用了 Altera 的原語（primitive ）的設計仿真時需要altera_primitive 例如 cyclone. 在仿真中必用的特定型號的 FPGA

7、/CPLD 的庫元件庫ModelSim庫安裝好Quartus II 后，在其安裝目錄下 alteraquartusedasim_lib 里面存放了所有的仿真原型文件（simulation model files ）。每個 PLD 廠家的開發(fā)軟件裝好后都有相應的目錄存放這些仿真原型文件。Altera仿真庫建立步驟1.在ModelSim安裝目錄中建立兩個文件夾，一個是用于存放公用的庫給它取名altera_base_v；另一個是用于存放您要用到的特定的器件庫，取名為altera_device。比如，F(xiàn):Modelsim 6.5alteraaltera_base_v F:Modelsim6.5alte

8、raaltera_deviceAltera仿真庫建立步驟2.啟動ModelSim SE。建立兩個新庫，從主菜單選擇File-New-Library，選中“a new library and a logical mapping to it”，在“Library Name”填寫“altera_base_v”，Library Physical Name填寫文件夾絕對路徑，如圖所示。Altera仿真庫建立步驟3.從主菜單欄中選擇 Compile-Compile，彈出一個對話框，點中Library下拉菜單，由“work”改為“altera_base_v”，點中查找范圍下拉菜單，指向 Quartus II

9、 安裝目錄quartusedasim_lib，選中下圖所示中的220model.v、altera_mf.v和altera_primitives.v三個文件，進行編譯。Altera仿真庫建立步驟 4.同樣的方法步驟編譯altera_device器件庫。在編譯這個庫時選擇的文件為一些器件文件如圖所示。當然為了加快編譯速度，也可以選擇只用到的器件庫文件。Altera仿真庫建立步驟5.編譯庫結束后，為了在每次新建工程的時候不需要重新編譯Altera的仿真庫，需要修改Modelsim的安裝目錄下的modelsim.ini文件。 第一步：選中modelsim.ini文件，右鍵單擊屬性，將只讀屬性去掉。 第

10、二步：用寫字板或其它工具打開modelsim.ini文件，在Library這個位置下面添加如下2行：altera_base_v = F:/Modelsim 6.5/altera/altera_base_valtera_device = F:/Modelsim 6.5/altera/altera_deviceAltera仿真庫建立步驟5.編譯庫結束后，為了在每次新建工程的時候不需要重新編譯Altera的仿真庫，需要修改Modelsim的安裝目錄下的modelsim.ini文件。 第一步：選中modelsim.ini文件，右鍵單擊屬性，將只讀屬性去掉。 第二步：用寫字板或其它工具打開modelsi

11、m.ini文件，在Library這個位置下面添加如下2行：altera_base_v = F:/Modelsim 6.5/altera/altera_base_valtera_device = F:/Modelsim 6.5/altera/altera_device第三步：保存文件。 第四步：關閉modelsim.ini文件后，再次將其只讀屬性打開。6.最后，在Library的面板位置鼠標右擊選擇Refresh，或者退出modelsim重新啟動。Altera仿真庫建立步驟至此，仿真庫就完全建好了。 庫建好后，ModelSim指向任何一個目錄下或新建任何一個工程（project ）時，ALTER

12、A 的仿真庫都會出現(xiàn)在資源庫當中，如下圖所示： 仿真的基本概念 后仿真前的基本準備工作后仿真的基本操作步驟 時序仿真的流程1.新建一個project，建立divider_module工程，建立work工作庫，把quartus II綜合后的simulation文件夾里的幾個文件一起復制到當前工程目錄下，向工程添加三個文件divider_module.v， divider_module_tb.v 和 divider_module.vo，如下圖所示。所用例子：divider_module.v時序仿真的流程2.對這幾個文件進行全編譯，編譯成功后，結果如下圖所示。時序仿真的流程3.選擇菜單欄的 simu

13、latestart simulate，如下圖所示，啟動仿真設置頁面。選中上面的選項卡中的 Design 再點擊 work 左邊的“+”，選中文件divider_module_tb.v。注意：要把 Enable optimization 前面的勾去掉，即不進行自動優(yōu)化。時序仿真的流程4.選中選項卡中的Libraries加載剛才建的庫，步驟分別是點擊“add”，在彈出的Select Library窗口中，點擊下三角符號選擇剛才建立的元件庫“altera_device”,點擊“OK”確定，如下圖所示。注意：此步驟是為該設計添加altera的仿真元件庫，由于沒有用到altera的lpm，megafunction和原語等，所以沒有添加之前新建的例外一個庫altera_base_v。時序仿真的流程5.選中選項卡中的SDF，步驟分別是點擊“add”，在彈出的Add SDF Entry窗口中，在SDF File中，點擊“Browse”選擇找到M