IC学习笔记20——VCS的使用（二）VCS仿真基础知识

VCS全程是 Verilog Compiled Simulator，其中包含PLI接口，可以调用C和C++一些程序。支持行为级描述、RTL（寄存器传输级）和Gate-level（门级：是RTL经过综合后得到的，与具体工艺库相关）。

一、VCS工作过程

VCS作为编译型仿真工具，工作过程主要分为两个大步骤，分别是编译和仿真
编译：VCS把我们编写的Verilog、SystemVerilog和c++语言等代码经过翻译变成可执行的二进制文件simv。
仿真：经过编译之后，就是仿真。

二、VCS命令格式

2.1 compile_time_options（编译开关）

执行vcs的编译格式：vcs source_files [compile_time_options]
source_files：我们编写的Verilog、SystemVerilog等。
compile_time_options：编译开关，控制VCS如何编译这些source_files。
-Mupdate：增量编译。当一个大型soc系统中，只有一处代码需要改动，那么使用此命令只需对改动的代码编译，以此节省编译时间。
-R：编译产生后的文件simv，要执行这个文件需要这条命令**./simv**，当添加了-R，就自动执行文件simv。
-l filename :将编译产生的文件放到filename中。
-sverilog：支持SystemVerilog。
+v2k：支持verilog2001的标准。
-v lib_file：如果在我们rtl代码中使用到一些厂商的工艺库，使用-v lib_file 寻找该工艺库。
-y lib_dir： 告诉VCS工艺库的路径。
+libext+lib_ext:使用文件的扩展名lib_ext在路径lib_dir搜索。比如：-y $SYNOPSYS/dw/sim_ver +libext+.v 在 $SYNOPSYS/dw/sim_ver 寻找有.v后缀的文件
+incdir+inc_dir:在路径inc_dir搜索rtl中使用`include文件。
-f file：将source_files 文件整合到一个文件中。
-o foo：编译产生后的文件simv，可以使用-o foo，将simv变成foo。
+define+=：如果在代码中使用到了宏,可以在编译的时候定义宏。

2.2 run_time_options（仿真开关）

执行vcs的仿真格式：simv [run_time_options]
-s： 结束仿真在time0时。
-l logfile：在仿真的时候输出的文件全部写到logfile中，包括display语句。
-gui：打开DVE仿真界面在仿真的时候。
&:后台执行

三、举例说明

3.1 准备文件

fsm_moore.v 放于rtl目录下

  module fsm_moore(
             //input signals
             input clk,
             input rst_n,
             //output signals
             output reg [3:0] dout,
             output reg [2:0] q
             );

		parameter idle =2'b00,
		                 s1   =2'b01,
		                 s2   =2'b10,
		                 s3   =2'b11;

		reg [1:0] state,next;
		
		always@(posedge clk or negedge rst_n)
		begin
		     if(rst_n==1'b0)
		         state<= idle;
		     else
		         state<= next;
		end

		
		always@(*)
		begin
		   next=idle;
		   dout=4'd0;
						   case(state)
						     idle:begin
						              dout=4'd0;
						              next=s1;
						          end
						      s1: begin  
						              dout=4'd1;
						              next=s2;
						          end
						      s2: begin
						              dout=4'd2;
						              next=s3;
						          end
						      s3: begin
						              dout=4'd9;
						              next=idle;
						          end
		                  endcase
		end

		always@(posedge clk or negedge rst_n)
		begin
			    if(rst_n==1'b0)
			       q<=3'd0;
			    `ifdef INC_COUNTER
			    else 
			        q<=q+1'b1;
			    `else
			    else
			        q<=q-1'b1;
			    `endif
			end
		endmodule

fsm_top.v 放于tb目录下

  `timescale 1ns/1ns
   module fsm_top;

		reg clk;
		reg rst_n;
		
		wire [3:0] dout;
		wire [2:0] q;
		
		integer run_num=20;	
			
		initial begin
		                   clk=0;
		        forever #5 clk=~clk;
		        end 

		initial begin
		                 rst_n=1'b1;
		        repeat(2)@(posedge clk);
		                 rst_n=1'b0;
		        repeat(2)@(posedge clk);
		                 rst_n=1'b1;
		        repeat(run_num)@(posedge clk);
		        $display("finish simulation @ [%0t]",$time);
		        $finish;
		        end
		        
			fsm_moore  fsm_moore_inst(
			                 //input signals
			                 .clk(clk),
			                 .rst_n(rst_n),
			                 //output signals
			                 .dout(dout),
			                 .q(q)
			);

endmodule

3.2 执行编译仿真

1.在sim目录下

 输入：vcs ../rtl/fsm_moore.v ../tb/fsm_top.v +v2k -debug_all -l compile.log 

2.在sim目录下产生simv文件时

 输入：./simv -gui &

结果如下图所示: