VCS User Guide学习笔记【使用精简版】

VCS_UG学习笔记

除了说明性质的内容，关于命令和仿真，均是默认Verilog语言，暂不考虑SystemVerilog相关的内容。

环境：

运行脚本来验证你的系统配置：syschk.sh

库：

1. 名称上看：库 = 设计库 = 逻辑库

2. 功能上看：VCS里面库的概念不像C语言中的头文件。库是VCS存放中间文件的地方，VCS把全部的中间文件存储在库里面。库指向文件系统的一个真实的物理目录，这个指向关系由synopsys_sim.setup文件指定。

3. 默认情况：WORK是默认的库，它被映射到worklib目录。

   WORK > DEFAULT
   DEFAULT : ./worklib
   

仿真：

VCS支持两种工作的流程：Two-step Flow和Three-step Flow

类型	步骤	语言
两步	编译——仿真	Verilig、SystemVerilog
三步	分析——执行（制作）——仿真	Verilog、VHDL、混合HDL

相同点：仿真的前一步得到simv可执行文件，作为仿真阶段的输入。不同点：TODO。

4. 两步方式的基本使用：

vcs [compile_options] Verilog_files
simv [run_options]

5. 三步方式的基本使用：

vlogan [vlogan_options] file1.v file2.v
vcs [elaboration_options] design_unit
simv [run_options]

编译标志：

适用于命令中为compile_options或者elaboration_options的位置。compile_options与elaboration_options基本是一样的，稍有个别的标志是不同的，没必要严格区分，此处均以编译标志概括。这里给出一些常用的编译标志。

编译标志	功能
-q	静默模式
-f filename	指明源文件列表的文件
-full64	64位
-l filename	指明一个日志文件
-timescale=time_unit/time_precision	指明仿真时间，优先级高于源代码中的
-v library_file	指明Verilog模块定义的库文件
-y library_directory	指明Verilog模块定义的库文件的目录
+define+macro	宏定义
+lint=[no]ID|none|all	打印出不良的Verilog代码风格
+incdir+directory	指明include文件存放的目录
Verilog_source_filename	Verilog源文件名
-debug_access(+)	使用调试模式而非优化模式，常用+all
-debug_report	记录调试日志debug.report
-xzcheck	仿真发现条件表达式里面有x或者z的时候打印警告信息
-diag sys_task_mem	打印mem系统函数的文件信息
-R	立即执行

备注说明：验证-xzcheck标志的作用

Warning-[XZCHK] Value goes to x/z
  Signal/expression '(forward_B_sel_i == 4'b1001)' goes to x/z within scope 
  'tb_top.soc_lite.cpu.ex_u1' in file rtl/myCPU/ex.v:141 at time 15000.

备注说明：验证-diag sys_task_mem标志的作用

Note-[STASK_RMEM] Encountered Memory Read Task
/home/juw28/Molly_SRAM_v1.0/rtl/RAM/inst_ram.v, 13
  At module inst_ram, Instance tb_top.soc_lite.inst_ram
  Reading from file /home/juw28/Molly_SRAM_v1.0/inst_ram.dat.

备注说明：验证+lint=[no]ID|none|all标志的作用

Lint-[WMIA-L] Width mismatch in assignment
rtl/myCPU/decoder.v, 116
  Width mismatch between LHS and RHS is found in assignment:
  The following 32-bit wide expression is assigned to a 2-bit LHS target:
  Source info: imm_ex_sel = 0;
  Expression: imm_ex_sel

关于调试：

基本使用

编译阶段和仿真阶段，均有调试模式（又称交互模式）和优化模式（又称批处理模式）两种。

当使用调试模式的时候，在编译阶段，需要添加编译标志-debug_access(+)。

当使用优化模式的时候，在编译阶段，不需要添加该标志。

当使用调试模式的时候，在仿真阶段，需要添加运行标志-gui打开Verdi GUI进行调试，或者添加运行标志-ucli打开命令行进行调试。

当使用调试模式的时候，在仿真阶段，不需要添加该标志。

波形格式

VCD是IEEE标准的格式，通过Verilog系统任务$dumpvars生成。VPD是Synopsys在VCD基础上的升级的格式，使用Verilog系统任务$vcdpluson生成。VCS提供工具进行两种格式之间的转换。VPD必须基于调试模式的打开，不能够在优化模式下使用。波形的记录默认是全部层次的全部信号，可以指定想要观察的源文件层次的深度、范围、信号等。

 $vcdplusfile("filename.vpd");	//默认名是vcdplus.vpd，可通过$vcdplusfile系统任务修改
 $vcdpluson();					//打开波形记录
 $vcdplusoff();					//停止波形记录

传播未定值：

当遇到未定值X作为分支条件的时候，标准的Verilog行为是走到下一个分支，这样会导致一些潜在的问题，最终在门级仿真的阶段才能够发现，增加了代价消耗。VCS采用了更为高效合理的方法解决未定值X的传播问题。VCS提供了三种编译时、运行时的模式：

模式	阶段	功能	内部逻辑
xmerge mode	编译	比门级悲观	遇到x恒为x
tmerge mode	编译	最常用，最接近真实硬件的行为	同则同，异则x
vmerge mode	运行	经典Verilog行为	走else分支

VCS给出了传播未定值仿真的建议：

1. 一次一部分的使用。（如果在整个设计工程上面都使用传播未定值，可能导致仿真的失败）

2. 面向可综合代码。（tb和不可综合的代码，不应该加入）

VCS命令格式：

默认情况是全设计都进行X传播，默认使用tmerge模式。xprop_config_file是配置文件，指明应用的范围和选项。

vcs -xprop = [tmerge] | [xprop_config_file]

注意，模式和配置文件是二选一的关系，不能同时指定，如以下两个命令选择一个使用。

vcs -xprop=xprop.cfg
vcs -xprop=tmerge top.v

VCS_UG学习笔记

除了说明性质的内容，关于命令和仿真，均是默认Verilog语言，暂不考虑SystemVerilog相关的内容。

环境：

运行脚本来验证你的系统配置：syschk.sh

库：

1. 名称上看：库 = 设计库 = 逻辑库

2. 功能上看：VCS里面库的概念不像C语言中的头文件。库是VCS存放中间文件的地方，VCS把全部的中间文件存储在库里面。库指向文件系统的一个真实的物理目录，这个指向关系由synopsys_sim.setup文件指定。

3. 默认情况：WORK是默认的库，它被映射到worklib目录。

   WORK > DEFAULT
   DEFAULT : ./worklib
   

仿真：

VCS支持两种工作的流程：Two-step Flow和Three-step Flow

类型	步骤	语言
两步	编译——仿真	Verilig、SystemVerilog
三步	分析——执行（制作）——仿真	Verilog、VHDL、混合HDL

相同点：仿真的前一步得到simv可执行文件，作为仿真阶段的输入。不同点：TODO。

4. 两步方式的基本使用：

vcs [compile_options] Verilog_files
simv [run_options]

5. 三步方式的基本使用：

vlogan [vlogan_options] file1.v file2.v
vcs [elaboration_options] design_unit
simv [run_options]

编译标志：

适用于命令中为compile_options或者elaboration_options的位置。compile_options与elaboration_options基本是一样的，稍有个别的标志是不同的，没必要严格区分，此处均以编译标志概括。这里给出一些常用的编译标志。

编译标志	功能
-q	静默模式
-f filename	指明源文件列表的文件
-full64	64位
-l filename	指明一个日志文件
-timescale=time_unit/time_precision	指明仿真时间，优先级高于源代码中的
-v library_file	指明Verilog模块定义的库文件
-y library_directory	指明Verilog模块定义的库文件的目录
+define+macro	宏定义
+lint=[no]ID|none|all	打印出不良的Verilog代码风格
+incdir+directory	指明include文件存放的目录
Verilog_source_filename	Verilog源文件名
-debug_access(+)	使用调试模式而非优化模式，常用+all
-debug_report	记录调试日志debug.report
-xzcheck	仿真发现条件表达式里面有x或者z的时候打印警告信息
-diag sys_task_mem	打印mem系统函数的文件信息
-R	立即执行

备注说明：验证-xzcheck标志的作用

Warning-[XZCHK] Value goes to x/z
  Signal/expression '(forward_B_sel_i == 4'b1001)' goes to x/z within scope 
  'tb_top.soc_lite.cpu.ex_u1' in file rtl/myCPU/ex.v:141 at time 15000.

备注说明：验证-diag sys_task_mem标志的作用

Note-[STASK_RMEM] Encountered Memory Read Task
/home/juw28/Molly_SRAM_v1.0/rtl/RAM/inst_ram.v, 13
  At module inst_ram, Instance tb_top.soc_lite.inst_ram
  Reading from file /home/juw28/Molly_SRAM_v1.0/inst_ram.dat.

备注说明：验证+lint=[no]ID|none|all标志的作用

Lint-[WMIA-L] Width mismatch in assignment
rtl/myCPU/decoder.v, 116
  Width mismatch between LHS and RHS is found in assignment:
  The following 32-bit wide expression is assigned to a 2-bit LHS target:
  Source info: imm_ex_sel = 0;
  Expression: imm_ex_sel

关于调试：

基本使用

编译阶段和仿真阶段，均有调试模式（又称交互模式）和优化模式（又称批处理模式）两种。

当使用调试模式的时候，在编译阶段，需要添加编译标志-debug_access(+)。

当使用优化模式的时候，在编译阶段，不需要添加该标志。

当使用调试模式的时候，在仿真阶段，需要添加运行标志-gui打开Verdi GUI进行调试，或者添加运行标志-ucli打开命令行进行调试。

当使用调试模式的时候，在仿真阶段，不需要添加该标志。

波形格式

VCD是IEEE标准的格式，通过Verilog系统任务$dumpvars生成。VPD是Synopsys在VCD基础上的升级的格式，使用Verilog系统任务$vcdpluson生成。VCS提供工具进行两种格式之间的转换。VPD必须基于调试模式的打开，不能够在优化模式下使用。波形的记录默认是全部层次的全部信号，可以指定想要观察的源文件层次的深度、范围、信号等。

 $vcdplusfile("filename.vpd");	//默认名是vcdplus.vpd，可通过$vcdplusfile系统任务修改
 $vcdpluson();					//打开波形记录
 $vcdplusoff();					//停止波形记录

传播未定值（未验证）：

当遇到未定值X作为分支条件的时候，标准的Verilog行为是走到下一个分支，这样会导致一些潜在的问题，最终在门级仿真的阶段才能够发现，增加了代价消耗。VCS采用了更为高效合理的方法解决未定值X的传播问题。VCS提供了三种编译时、运行时的模式：

模式	阶段	功能	内部逻辑
xmerge mode	编译	比门级悲观	遇到x恒为x
tmerge mode	编译	最常用，最接近真实硬件的行为	同则同，异则x
vmerge mode	运行	经典Verilog行为	走else分支

VCS给出了传播未定值仿真的建议：

1. 一次一部分的使用。（如果在整个设计工程上面都使用传播未定值，可能导致仿真的失败）

2. 面向可综合代码。（tb和不可综合的代码，不应该加入）

VCS命令格式：

默认情况是全设计都进行X传播，默认使用tmerge模式。xprop_config_file是配置文件，指明应用的范围和选项。

vcs -xprop = [tmerge] | [xprop_config_file]

注意，模式和配置文件是二选一的关系，不能同时指定，如以下两个命令选择一个使用。

vcs -xprop=xprop.cfg
vcs -xprop=tmerge top.v

备注：使用XProp需要VCS License支持这一部分。