Modelsim 使用教程（1）——概述

目录

 

一、概述

二、设计优化（Design Optimizations）

三、基本仿真流程（Basic simulation flow）

3.1 创建工作库（create a working library）

3.2 编译设计（Compiling Your Design）

3.3 加载仿真器并运行（Loading the Simulator with Your Design and Running the Simulation）

3.4 调试结果（Debugging Your Results）

四、项目流程（Project Flow）

五、多库流程（Multiple library flow）

六、调试工具（Debugging Tools）

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一、概述

        Modelsim 是一款对于VHDL, Verilog, SystemVerilog, SystemC以及混合语言设计的仿真验证工具。

        本系列提供了ModelSim仿真环境的简要概念性概述。它主要分为五个方面：

• Design Optimizations（设计优化）
• Basic simulation flow（基本仿真流程）
• Project flow（项目流程）
• Multiple library flow（多库流程）
• Debugging tools（调试工具）

二、设计优化（Design Optimizations）

        在讨论基本的仿真流程之前，了解设计优化是很重要的。默认情况下，ModelSim优化会自动在所有设计上执行。这些优化旨在最大化仿真器的性能，在一些Verilog设计中，比非优化的运行产生高达10倍的改进。

        然而，全局优化可能对可以查看的设计模拟结果的可见性产生影响——某些信号和过程可能不可见。如果这些信号和过程对调试设计很重要，那么可能有必要通过从特定模块中删除优化来定制仿真。

        因此，对于如何最好地应用优化到设计做出明智的决定是很重要的。在ModelSim中执行全局优化的工具称为vopt。请参考ModelSim用户手册中的使用vopt优化设计章节，了解关于优化权衡和定制的完整讨论。有关命令语法和用法的详细信息，请参考参考手册中的vopt。

三、基本仿真流程（Basic simulation flow）

        下图显示了在ModelSim中模拟设计的基本步骤。

3.1 创建工作库（create a working library）

        在ModelSim中，所有的设计都被编译到一个库中。设计者通常通过创建一个称为“work”的工作库来在ModelSim中启动一个新的仿真，这是编译器使用的默认库名称，作为编译设计单元的默认目标。

3.2 编译设计（Compiling Your Design）

        在创建工作库后，我们就可以在库中编译我们的设计。ModelSim库格式可以兼容所有受支持的平台。你可以在任何平台上仿真你的设计，而无需重新编译你的设计。

3.3 加载仿真器并运行（Loading the Simulator with Your Design and Running the Simulation）

        在设计编译过后，通过在顶层模块（Verilog）或配置或实体/架构对（VHDL）上调用仿真器，可以用设计加载仿真器。

        假设设计加载成功，则将仿真时间设置为零，并输入运行命令以开始仿真。

3.4 调试结果（Debugging Your Results）

        如果没有得到预期的结果，我们可以使用ModelSim的调试环境来跟踪问题的原因。

四、项目流程（Project Flow）

        HDL设计最终还是要应用于我们的项目中，尽管我们可能不需要在modelsim中使用到项目，但是它们可以简化与工具的交互，并且对于组织文件和指定仿真设置很有用。

        下图显示了在Modelsim项目中仿真设计的基本步骤：

        如你所见，该流程与基本的仿真流程类似。然而，有两个重要的区别： 

• 你不必在项目流程中创建一个工作库；它是自动为你完成的。
• 项目是持续性的。换句话说，每次调用ModelSim时，它们都会打开，除非你专门关闭它们。

五、多库流程（Multiple library flow）

         ModelSim以两种方式使用库： 1)作为一个本地工作库，其中包含你的设计的编译版本；2)作为一个资源库。工作库的内容将在您重新编译和更新设计时发生更改。资源库通常是静态的，它可以作为设计的部件源。您可以创建自己的资源库，也可以由另一个设计团队或第三方提供。

        你可以指定在编译设计时将使用哪些资源库，并且有一些规则可以指定搜索它们的顺序。一个同时使用工作库和资源库的常见示例是：你的门级设计（RTL代码）和tb被编译到工作库中，设计参考的模块（例如IP）在单独的资源库中。

        下图显示了使用多个库进行仿真的基本步骤：

        你还可以从项目中链接到资源库。如果您正在使用一个项目，您将用以下两个步骤替换上面的第一步：创建项目，并将tb添加到项目中。 

六、调试工具（Debugging Tools）

        ModelSim提供了许多工具来调试和分析你的设计。随后的课程将介绍其中一些工具，包括：

• 使用项目
• 使用多个库
• 与SystemC模拟
• 设置断点并逐步浏览源代码
• 查看波形和测量时间
• 探索您的设计中的“物理”连通性
• 查看和初始化记忆
• 使用波形编辑器创建激励
• 分析仿真性能
• 测试代码覆盖范围
• 比较波形
• 使用PSL断言进行调试
• 使用系统验证日志断言和覆盖指令
• 使用SystemVerilog DPI
• 自动化仿真