Makefile脚本启动VCS+Verdi
文章目录
- 一、快速入门
- 二、Makefile的语法
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- 1.语法格式
- 2.命令执行
- 3.变量
- 三、VCS仿真
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- 1.VCS常用命令
- 2.Makefile实现自动化仿真
- 四、VCS+Verdi的使用
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- 1.编译
- 2.仿真
- 3.Verdi 查看fsdb文件的命令
- 4.Makefile启动VCS+Verdi的实例
注：主要侧重于Makefile调用VCS和Verdi联合仿真。
一、快速入门
Makefile带来的好处就是自动化编译和仿真，只需要一个 make 命令。make是Linux下的二进制程序，在shell命令行键入make命令时，将自动寻找名称为“Makefile”的文件作为编译文件。
- 格式：make [option] [target] …
二、Makefile的语法
1.语法格式
形式一:
target : prerequisites
command
形式二：
target : prerequisites;command
command
其中：
- prerequisites是目标所依赖的文件
- command是命令行。命令行如果与prerequisites不在一行，那么命令行必须以Tab键开头。如果命令过长，可以使用反斜杠“\”作为换行符。
例如：
clean:
rm -f tb.sv
2.命令执行
（1）make会按顺序一条一条的执行命令。每条命令必须以Tab键开头。
（2）而当一个target下有多条命令时，就会有两种可能：
- 当希望后一条命令是接在上一条命令执行之后，再执行。此时需要用分号 ; 连接两个命令，这与管道 | 类似。
- 当希望两条指令并行执行，直接换行即可。
例如，下面两次pwd时显示的文件路径是否相同？
exe1:
cd /home/verifier/
pwd
exe2:
cd /home/verifer/; pwd
// exe1中pwd显示的为 根目录 ~
// exe1中pwd显示的为 /home/verifer/
（3）如果命令执行到当期行，发现命令出错了（如cd命令时不存在目标目录）。假如我们不希望整个make动作因为命令错误而停止，可以再命令行TAB键之后加一个减号“-”，表示不管命令是否出错，都认为是成功的。例如下面：
exe2:
- cd /home/verifer/; pwd
3.变量
Makefile中变量的使用：
- 变量的命名是可以包含字符、数字、下划线，在变量声明时需要赋初值；
- 在使用变量时，可以使用 $ ( 变量 ) 或 $ {变量} 的方式。如果真的需要使用 "$"符号时，可以使用 $ $的方式。
- 操作符“:=”表示，只能使用前面定义好的变量，不能使用后面的变量。
- 操作符“？=”表示如果变量没有被定义过，那么变量的值是操作符右边的。如SEED ?= 300。
例如：
PATH = ~/project/vip/
sim :
cd ${PATH}
三、VCS仿真
VCS仿真分为两个步骤：编译 + 仿真。VCS在编译 Verilog 文件后，默认会产生一个名为 simv 的二进制可执行文件，然后执行这个simv文件就可以进行仿真。如下例子：
[verifier]$ vcs +v2k top_tb.v -debug_all
...
[verifier]$ ./simv -gui &
解释上面两行指令：
- 用VCS编译 top_tb.v 的 Verilog 文件，+v2k 是支持 Verilog 2001 语法，-debug_all 选项是为了 debug 程序。
- 编译后会产生一个可执行simv文件，/simv是执行当前目录的simv文件。-gui是打开图形界面。&是表示在后台运行。
1.VCS常用命令
编译时常用的option，如下：
| 命令 | 描述 | 备注 |
|---|---|---|
| vcs -help | 打开vcs帮助文档 | 可以重定向生成一个文件，例如采用 vcs -help > vcs_help.txt |
| -sverilog | 支持systeverilog语法 | |
| +v2k | 支持 Verilog 2001 语法 | |
| -l 文件名 | 设置生成的log文件的文件名 | l是小写的L |
| -R | 编译完自动地去仿真，不需要手动执行simv文件 | |
| -P | pli.tab定义PLI的列表（表）文件 | 配置Verdi时需要 |
| -gui <=dve 或 verdi> | 打开仿真图形化界面 | |
| –fsdb | 调用Verdi PLI 库，支持fsdb 波形 | |
| -ucli | 在运行时指定UCLI模式，即命令行模式 | |
| -Mupdate | 如果修改了文件，VCS可以只编译修改了的文件，节省编译时间 | |
| -v 文件名 | 告诉VCS是哪个定义好的Verilog工艺库 | |
| -y 路径 | 告诉VCS这个Verilog工艺库上哪去找 | |
| +libext+< extension > | 与-y配合，用来指定查找的文件的后缀 | 例如查找.v文件，可以用+libext+.v |
| +incdir+< dir > | 告诉VCS去哪找 `include的文件 | |
| -f 文件列表 | 指定一个包含所有文件路径的filelist文件（.flist） | |
| -o 文件名 | 默认编译后产生一个simv文件，-o可以指明这个文件的文件名 | |
| +define+名字 = 值 | 定义宏 | |
| -timescale = 时间单位/精度 | 设置仿真的时间单位、精度； | |
| -debug | 对应TB中的$vcdpluson加载波形函数，使能DVE、Verdi 波形调试和UCLI命令行调试等 | |
| -debug_all | 使能所有的debug调试功能 | |
| -debug_pp | 使能debug调试功能，可以dump fsdb和vpd，使能DVE、VERDI波形调试和UCLI命令行调试 | |
| -cm [option] | 覆盖率收集选项，option包括： line(行)、cond（条件）、fsm（状态机）、tgl（翻转）、branch（分支）、assert（断言） | 常用命令如： -cm line+cond+fsm+tgl |
| -cm_dir < dir > | 指定覆盖率文件放置的路径 |
仿真时常用的option，如下：
| 命令 | 描述 | 备注 |
|---|---|---|
| -l 文件名 | 输出log文件 | l是小写的L |
| +notimingcheck | 关闭时序检查 | |
| -vpd_file 文件名 | 生成vpd文件 | vpd是VCS的产生的波形文件 |
注，对几种波形文件介绍：
- vpd是VCS的DVE支持的波形文件，可以在Verilog中用$vcdpluson产生。
- VCD （Value Change Dump）是一个通用的波形格式。它主要包含了头信息，变量的预定义和变量值的变化信息，就相当于记录了整个仿真的信息。通过Verilog的系统函数$dumpfile 来生成波形，通过$dumpvars的参数来规定抽取仿真中某些特定模块和信号的数据。
- fsdb（Fast Signal DataBase）是 Verdi 所支持的波形文件。相对于VCD波形文件，fsdb只对仿真过程中有用的信号进行存储，所占存储空间较小。fsdb是通过verilog的PLI接口来实现的，在Verilog中加入 $fsdbDumpfile 和 $fsdbDumpvars等函数。fsbd 的使用可以看：fsdb、fsdb dump和参数传递
- shm 是Cadence公司 NC verilog 和Simvision支持的波形文件；WLF(Wave Log File) 是Mentor Graphics 公司Modelsim支持的波形文件。
2.Makefile实现自动化仿真
上面我们知道VCS仿真可以分为两步：编译+仿真。下面我们就实现一个最简单的Makefile脚本启动VCS仿真。
comp:
vcs +v2k top_tb.v -debug_all -l comp.log
sim:
./simv -l run.log -gui &
clean:
rm -r *.log *.vpd *.vcd *.fsdb
根据上面的脚本，可以在Terminal中输入make comp 和 make sim 命令就可以直接启动仿真。
四、VCS+Verdi的使用
为了实现VCS仿真和Verdi查看波形的效果，需要在VCS仿真时产生Verdi所需的fsdb波形文件，dump fsdb文件，再使用Verdi打开fsdb文件。下面解析步骤：
1.编译
这里可以有两种方式来生成fsdb文件：可以参考fsdb dump。下面介绍其中一种，如下：首先在TB中添加Verilog的函数首先在VCS编译脚本上，需要用-P选项配置verdi，找到目录中对相应的 Synopsys/Verdi/ 的文件夹，指定需要加载的动态库(.so)、表格文件(.tab)和静态库(.a)。如下：
NOVAS_HOME = /share/eda/Synopsys/Verdi/L-2016.06/ # 这是我电脑上Verdi的目录
NOVAS_ARGS = ${NOVAS_HOME}/share/PLI/VCS/LINUX64/novas.tab \ # 这部分基本是固定的
${NOVAS_HOME}/share/PLI/VCS/LINUX64/pli.a \
vcomp:
vcs -full64-debug_pp -LDCLASS -rdynamic -P ${NOVAS_ARGS} \
-f complie.f \
-l compile.log
解释一下上面的命令：
- debug/debug_pp/debug_all ，使能ucli命令。
- -LDFLAGS ，传递参数给VCS的linker，与后面的-rdynamic和-P配合使用
- -rdynamic，指定需要加载的动态库
- -P ${NOVAS_ARGS}，指定需要加载的表格文件(.tab)和静态库(.a)
2.仿真
相应地仿真时的脚本文件，如下：
sim:
./simv \
-ucli -i dump_fsdb.tcl \
+fsdb+autofulsh \
-l sim.log
解释上面的命令：
- simv 是 VCS编译Verilog后生成的二进制可执行文件，./simv执行这个文件，进行仿真；
- -ucli 是启动UCLI命令行模式，-i 吃进去 tcl 脚本文件；
- +fsdb+autofulsh，一边仿真，一边dump 波形；
dump_fsdb.tcl的脚本如下：
global env
fsdbDumpfile "$env(file_name).fsdb"
fsdbDumpvars 0 "top_tb"
run
解释上面的tcl脚本：
- TCL脚本引用环境变量；
- 设置波形文件名称，名称受 $env(file_name)控制；注：这个file_name 是从仿真的 Makefile文件中，通过 export file_name = top_tb
- fsdbDumpvars(0) 表示会 dump 所有层次的信息；注：0代表dump所有层次，非0代表dump的最高层次；
- 设置完dump 信息，启动仿真。此时仿真器受UCLI命令行控制；
- 其他的有关fsdb生成时的函数调用可以看：fsdb。
3.Verdi 查看fsdb文件的命令
verdi -f file.f -ssf *.fsdb &
解释上面的命令行中：
- -f 代码的文件列表
- -ssf 指定fsdb文件
- & 表示后台运行
4.Makefile启动VCS+Verdi的实例
下面是一个简单的makefike脚本，如下：
export file_name = top_tb
FILE_LIST = compile.f
TB_DIR =
SIMV_FILE = simv
LOG_DIR = ./log
#----Coverage----
CM_TYPE = line+cond+fsm+branch+tgl
CM_DIR = ./coverage
#----Verdi-----
NOVAS_HOME = /share/eda/Synopsys/Verdi/L-2016.06/
NOVAS_ARGS = ${NOVAS_HOME}/share/PLI/VCS/LINUX64/novas.tab \
${NOVAS_HOME}/share/PLI/VCS/LINUX64/pli.a \
DUMP_COND = DUMP_FSDB
VCOMP = vcs -full64 -sverilog +v2k -debug_pp \
-o ${FILE_LIST} \
-l ${LOG_DIR}/compile.log \
-f ${FILE_LIST} \
+incdir+${TB_DIR} \
CM = -cm ${CM_TYPE} \
-cm_dir ${CM_DIR} \
VERDI = -LDFLAGS -rdynamic -P ${NOVAS_ARGS}
#----------COMMAND-----------
comp:
${VCOMP} ${CM} ${VERDI}
sim：
verdi:
verdi -nologo -sv -f ${FILE_LIST} -ssf *.fsdb +${DUMP_COND}
clean:
rm -rf *.csrc ./*.daidir ${SIMV_FILE } *simv* ucli* *.vpd *.fsdb *novas* *.log
tcl脚本，如下：