VCS学习笔记（二）

前言

VCS仿真分两步法和三步法，两步法包含：Compiling、Simulating；三步法包含：Analyzing、Elaborating、Simulating。
三步法支持VHDL、Verilog和混合HDL编译。本文阐述三步法仿真方式：

Analyzing

VCS提供了vhdlan和vlogan可执行文件，用于analyze VHDL代码和verilog代码，并将分析后的中间文件存储到设计中或者工作库中。
默认情况下，vhdlan选项与VHDL-93兼容，vlogan与Verilog-2000兼容。可以使用vhdlan的-vhdl87选项切换到VHDL-87。类似地，可以分别使用-vhdl02或-vhdl08选项切换到VHDL 2002或VHDL 2008。可以使用vlogan的选项-sverilog 切换到SystemVerilog模式。语法如下：

% vlogan [vlogan_options] 
% vhdlan [vhdlan_options] 

vlogan option	含义
-help	显示最常用的编译时和运行时选项的简洁描述
-location	显示vlogan安装路径
-notice	启用详细诊断消息
-V	启用警告消息并显示每个命令使用的时间
-uc	屏蔽Synopsys版权消息
-q	屏蔽编译信息
-full64	使用64位模式编译和仿真
-kdb	使能生成verdi KDB 数据库
+v2k	启用Verilog 2001架构（默认自2012.09起）
-sverilog	启用SystemVerilog源代码分析
+error+count	设置 VCS 详细说明错误计数限制。默认情况下，VCS 在达到 10 个错误后停止细化。
-timescale=time_unit/time_precision	仿真时间单位和精度
-work	指定创建VERILOG目录并在与此逻辑库关联的物理目录中写入中间文件，该目录也可在synopsys_sim.setup文件中指定
-lca	此功能是有限的客户可用性（LCA）。有限客户可用性（LCA）功能是特定功能可用的功能。根据客户反馈并满足所需的功能完成标准，这些功能将准备好进行一般发布
+define+macro	定义文本宏。使用“ifdef编译器指令”在Verilog源代码中测试此定义
-l	指定VCS记录编译消息和运行时消息的日志文件（如果包含-R选项）
-f	指定包含源文件路径名列表和所需分析选项的文件，文件列表内的注释可以使用 “//” 或者 “/* */”,"filename"不允许超过1024个字符
-v	指定用于搜索模块定义的Verilog库文件
-y	指定用于搜索模块定义的Verilog库目录。将此选项与+libext+扩展名一起使用
+libext+extension+	指定VCS仅搜索库目录中具有指定文件扩展名的文件。可以指定多个扩展名，用加号（+）字符分隔扩展名。例如+libext+.v+.V+指定在库中搜索扩展名为.V或.V的文件。将文件扩展名添加到此选项的顺序不会指定VCS搜索库中具有这些文件扩展名的文件的顺序
+incdir+directory	指定包含使用“包含编译器”指令指定的文件的目录。可以指定多个目录，用“+”字符分隔每个路径名
-ignore keyword_argument	根据指定的关键字参数抑制警告消息
+delay_mode_path	仅使用指定块中模块路径延迟中的延迟规格。将所有门、开关和连续分配的所有延迟规格覆盖为零
+delay_mode_zero	删除所有门、开关、连续分配和模块路径上的延迟规格
-top	用于指定描述顶层配置或设计模块

Elaboration

vcs命令执行设计的编译/细化，并创建模拟可执行文件。默认情况下生成并使用编译的事件代码。生成的模拟可执行文件simv可用于运行多个模拟。语法如下：

% vcs [libname.]design_unit [options]

其中：[libname.]design_unit 指要仿真的design_unit，默认使用WORK库。design_unit是仿真的module名。

option选项	含义
-h/-help	列出最常用的VCS编译和运行时选项的说明
-mcg	在VCS后端启用混合代码生成模型。部分代码由可用的C编译器进行了积极优化
-licqueue	获取VCS license，直到找到为止。如果有多个jobs要求许可证，那么这些作业中的任何一个都会获得许可证（类似于旧的或不推荐使用的选项+vcs+lic+wait）
-full64	使用64位模式编译和仿真
-kdb	使能生成verdi KDB 数据库
-timescale=time_unit/time_precision	仿真时间单位和精度
+notimingcheck	禁止 VCS 在编译中忽略设计的时序检查系统任务。 此选项可以适度提高仿真性能。 这种改进的程度取决于 VCS 忽略的时序检查的数量。 您还可以在运行时使用此选项在 VCS 将它们编译到可执行文件后禁用这些时间检查
+error+< count >	设置 VCS 详细说明错误计数限制。默认情况下，VCS 在达到 10 个错误后停止细化
-debug_access+f	用于将值写入（存入）寄存器和变量，以及将值强制写入寄存器、变量和网络
-debug_access+r	在部分调试读取模式下编译/细化设计
-debug_access+all	在完全调试模式下编译/细化设计
-debug_region	为 -debug_access 功能指定设计区域
+plusarg_save	一些运行时选项必须在 +plusarg_save 选项之前，以便 VCS 将它们编译成可执行文件
-deraceclockdata	使用时钟数据分辨率可确保始终对数据的先前值进行采样。可以显著提高验证效率。 在迁移到新版本或修改提供给 VCS 命令行的选项时，不会因为触发器而导致仿真不匹配
+optconfigfile	可选项， 指定使用配置文件将 Radiant Technology 优化应用于部分设计
-Mupdate[=0]	默认情况下，VCS会在编译之间覆盖生成文件。如果希望在两次编译之间保留生成文件，请使用0参数输入此选项。输入此参数而不输入0参数，将指定默认条件、增量编译和更新生成文件。

Simulation

Elaboration过程中，VCS使用生成的中间文件创建一个二进制可执行文件simv。可以使用simv运行模拟。根据设计的详细说明，可以使用以下两种模式运行仿真：交互模式和批处理（batch）模式。
交互模式（调试模式）：支持交互模式下的仿真，需要在Elaboration 时使用-debug_access+r, -debug_access+all选项；
批处理模式：使用-debug_access选项会降低运行性能，仅当需要debug时，选用该选项；
仿真语法如下：
./simv [ runtime_options]

option选项	含义
-cg_coverage_control=0/1	使能（1）或禁止（0）覆盖率分析
+ntb_random_seed	设置顶层随机数生成器开始时的值
-assert < assertion_name >	在整个设计中基于"名称"的通配符匹配禁用断言
+vcs+stop+time	指定停止仿真的时间，时间值不大于2**32
+vcs+finish+time	指定结束仿真的时间，时间值不大于2**32
-l filename	指定log文件的存放位置
-q	安静模式；禁止显示VCS标题和摘要信息。在模拟开始时抑制专有消息，在结束时抑制VCS模拟报告（时间、CPU时间、数据结构大小和日期）。在模拟开始时抑制SystemC BMI警告和注释
-V	详细模式；显示VCS版本和扩展摘要信息。在模拟开始时显示VCS编译和运行时版本号以及版权信息
+vcs+nostdout	仅对设计的Verilog部分禁用VCS的所有文本输出，包括来自$monitor和$display的消息和文本以及其他系统任务。如果包含-l选项，VCS仍会将此输出写入日志文件
+no_notifier	禁止切换作为系统定时检查的可选参数的通知程序寄存器，定时检查违规的报告不受影响，这也是一个编译时选项
+notimingcheck	禁止时序检查，+notimingcheck选项的优先级高于UCLI中的任何tcheck命令。
+no_tchk_msg	禁用定时冲突的显示，但不会禁用定时检查中通知程序寄存器的切换，这也是一个编译时选项
+vcs+lic+wait	如果作业启动时没有可用的网络许可证，则等待网络许可证
-licwait timeout	启用许可证队列，其中timeout是VCS在最终退出之前等待许可证的时间（以分钟为单位）
-f filename	在文件中指定用户定义的运行时选项
+vcs+ignorestop	忽略源代码中的$stop系统任务
-ucli	使用UCLI

简单VCS仿真makefile文件

SIMFILE := ./simfiles.f
TB_TOP := tb_top
DEFINE := SIM+DEBUG

comp:
	-mkdir -p sim_log
	-vlogan -V -nc -sverilog -full64 -kdb -skip_translate_body -timescale=1ps/1ps -lca\
		+librescan +v2k +systemverilogext+.sv \
		+define+${DEFINE} \
		-f ${SIMFILE} \
		-l ./sim_log/vlogan.log

elab:
	-vcs -top ${TB_TOP} \
		-licqueue -full64 -timescale=1ps/1ps -notice \
		 -debug_acc+all+dmptf -debug_region+cell+encrypt -debug_access+idents_db

sim:
	-./simv -lca  -debug_access \
		+no_notifier +notimingcheck +nospecify \
		-cm line+cond+fsm+tgl+path+branch -cm_dir ./simv.db.vdb -cm_cond allops \
		-ucli -do ./do.ucli +fsdb+gate=off +fsdb+all=on +fsdb+dump_log=off \
		-l test_srun.log

simfiles.f文件示例：

+incdir+/dut
+incdir+/sim_tb
+incdir+.
-sverilog /dut/dut.v
-sverilog /sim_tb/tb.v

do.ucli文件示例：

fsdbDumpfile tb_top.fsdb
fsdbDumpvars 0
fsdbDumpSVA
run
quit