【翻译】modelsim指南之基本仿真(digital logic).doc

Introduction本文将一步步实现以下基本仿真流程:1. 创建设计工作库 2. 编译设计单元 3. 加载设计 4. 运行仿真本文用到的设计文件本文的范例是一个8位的二进制加法计数器和相关的测试文件。保存路径：Verilog-/examples/tutorials/verilog/basicSimulation/counter.v and tcounter.v相关阅读用户手册的章节：设计库、Verilog和SystemVerilog仿真。参考命令：vlib,vmap,vlog,vcom,view,run.创建设计工作库在你仿真前，必须先创建一个库并编译源码到这个库。1. 创建一个新目录并复制本文的设计文件。 Copy counter.v 和tcounter.v 2. 启动modelsim。 a. windows下双击快捷方式启动,你将看到modelsim的欢迎对话框，单击Close. b. 选择File Change Directory 指定到第一步创建的目录。 3. 创建工作库。 a. 选择File New Library. 弹出一个对话框，可以指定库名等选项。如图1。 图 1 创建一个新库 b. 在Library Name项输入work（如果它没有自动输入）。 c. 单击OK. modelsim创建了一个目录work并写了一个名为_info的文件到这个目录。这个_info文件必须保持在 work文件夹以区分他是modelsim的库。不要从你的操作系统里修改这个文件夹里的内容；所有操作应该在modelsim里进行。 modelsim也把work库添加到库窗口（图2）并记录库映射作为未来参考（modelsim.ini）。 图 2当你在第3步单击确定后，Transcript窗口显示以下内容：vlib workvmap work work这两行命令等于你的菜单操作。编译设计单元 创建工作库后，接着就准备编译你的源文件。可以使用图形界面的菜单，也可以用命令行。1. 编译counter.v和tcounter.v. a. 选择Compile Compile.打开编译源文件对话框（图3）。 如果编译菜单选项不可用，你可能已经打开了一个工程。如果这样，通过激活库窗口并选择File Close 关闭工程。 b. 在编译源文件窗口选择counter.v和tcounter.v并单击Compile.文件被编译到work库。 c. 当编译完成，单击Done. 图 3 2. 查看编译的设计单元。 a. 在库窗口，单击work前的+，你将看到2个设计单元（图4）。可以看到它们的类型和相关源文件的路径。 图 4加载设计 1. 加载test_counter模块到仿真器。 a. 在库窗口，单击work前的+显示包含的文件。 b. 双击test_counter. 你也可以通过选择Simulate Start Simulation加载设计。这将打开开始仿真对话框，选择Design标签，单击work前的+，选择test_counter模块，然后单击OK（图5）。 图 5 c. 当设计加载后，打开一个结构窗口（标签为sim）。这个窗口显示设计的结构层次（图6）。你可以通过单击每行前的+或-浏览设计。 图 6 另外，打开Objects窗口和Processes窗口（图7）。Objects窗口显示在Structure（sim）窗口里选择的区域的数据对象的当前值和名称。数据对象包含信号、网络、寄存器、没有在进程里声明的常量和变量、种类、参数。 Processes窗口显示HDL进程列表：激活，区域内，设计和层次。设计查看模式是ESL（电子系统级）设计主要导航模式。这个窗口缺省显示你仿真的激活进程。 图 7执行仿真我们将要执行仿真。但在仿真之前，要打开波形窗口并添加信号。1. 打开波形窗口。 a. 在命令行输入view wave. 在主窗口的右边将打开波形窗口。调整合适的大小。 你也可以用View Wave菜单选项打开波形窗口。波形窗口只是View菜单下几个可用的调试窗口之一。2. 在波形窗口添加信号。 a. 在Structure（sim）窗口，右击test_counter打开一个菜单。 b. 选择Add To Wave All items in region（图8）。 所有的信号被添加到波形窗口。 图 83. 执行仿真 a. 单击运行图标 。 仿真执行100ns（缺省仿真长度），波形将在波形窗口显示。 b. 输入run 500在 VSIM 提示符后。 仿真将继续运行500ns（图9）. 图 9 c. 单击Run -All图标 。 仿真将继续运行直到你执行中断命令或者代码里的语句（比如$stop）。 d. 单击中断图标 停止仿真。设置断点和单步执行接下来，简要介绍modelsim环境的交互式调试特性。设置一个断点，执行仿真，单步执行和测试。断点设置在可执行行，导致红色的行号。1. 在源文件窗口打开counter.v. a. 选择View Files打开文件窗口。 b. 单击sim前的+，查看vsim.wlf的内容。 c. 双击counter.v打开源文件。2. 在36行设置一个断点。 a. 滑动到36行，在行标的右侧单击。一个红色的球出现在行标的右边（图10）表示已经设置了一个断点。 图 103. 不使能、使能和删除断点 a. 单击红色的球不使能断点。它将变成黑色的球。 b. 单击黑色的球，使能断点。它将变成红色的球。 c. 右击红球，选择Remove Breakpoint 36。 d. 单击36行行标边重创建断点。4. 重启仿真。 a. 单击Restart图标 ，重新加载设计并重置仿真时间到0。 重启对话框提供选项以保留设置（图11）。 图 11 b. 单击重启对话框的Restart. c. 单击Run -All图标 。 仿真将运行到断点。当执行到断点，仿真停止，高亮显示并有一个蓝色箭头（图12），在文本信息窗口有中断信息。 图 12 当到达一个断点，典型的查看信号值的方法有几种： 在Objects窗口查看（图 13） 图 13 把鼠标指向源文件窗口的变量，一个黄色的提示框出现，含有变量名和值。 在源文件窗口高亮一个信号，参数，或者变量。右击，选择Examine，它的值将在Source Examine 窗口（图 14）。 图 14 使用examine命令。5. 单步执行 a. 在主窗口工具栏单击Step图标 。 试验:设置断点，使用Step , Step Over,和Continue Run 命令。要点在继续之前，需要结束当前仿真。1.