perl生成遍历文件和modelsim覆盖率检测方法.doc

1 用Perl语言编程生成不同工作模式的测试文件Perl是一种通用且应用广泛的脚本语言，可以不需要编译而直接解释运行，可移植能力强，兼有多种语言的精华和特性，效率也比较高，基于这些方面的优越性，其在实际的IC设计和验证中得到了广泛的应用。Perl的安装 在Linux系统下和大部分的UNIX系统下，perl都是随系统安装的，Windows需要下载安装perl，推荐使用ActivePerl，下载安装后可已在命令行输入 perl v 来查看是否正确安装和perl的版本（见图1.1），通过perl xxx.pl 来解释运行perl程序。图 1.1 perl版本查看test_enc.vhd文件中69-75行的作用是通过设置4个变量pat_code、pat_disturb、pat_mix 和pat_frame的值来指定一种工作模式，根据它们的取值范围可以得出总共会有8*4*4*16=2048种组合，对应2048种工作模式。Perl语言有别于其他语言的特性中，最重要的就是对正则表达式的支持，可以方便快捷的处理字符串相关的问题，因此可以利用这种特性，通过查找变量字符串和替换指令（s/）进行对测试文件变量值的更改，产生不同工作模式的激励。s/:替换运算符。s/searchattern/replacement/ 表示查找searchattrn并用replacement代替。利用4层for循环编写perl程序，每次循环查找一个变量并改变变量的值，然后输出一个文件名与变量值相关的vhd文件（例如4个变量值分别为“011”、“11”、“01”、“1111”时文件名可以设为test_3_3_1_15.vhd。需要注意的是，变量的值是一定位的二进制数，循环变量则默认为十进制数，所以要进行十进制与二进制数的转换，并在高位为0时也要显示出来。新建一个txt文件，并输入程序，保存文件名为test_gen并修改后缀为.pl，生成test_gen.pl文件，打开命令行，跳转到文件所在目录，输入：perl test_gen.pl，按回车键解释运行便会得到2048个vhd文件，对应不同的工作模式，而且参数的选值与各个文件的名字相关，方便进行选取和测试。下图为得到的test_3_3_1_15.vhd中4个变量的值，可以看出与预期的结果一致。图1.2 程序运行结果2 modolsim的覆盖率检测步骤和说明Modelsim仿真工具是Model公司开发的，它支持Verilog、VHDL以及他们的混合仿真比quartus和ISE自带的仿真器功能强大的多，是目前业界最通用的仿真器之一。代码覆盖率常常被拿来作为衡量测试好坏的指标，甚至用代码覆盖率来考核测试任务完成情况，比如，代码覆盖率必须达到80或90。在用ModelSim做硬件设计验证的时候，可以用ModelSim自带的Code Coverage功能，该功能能报告出statement（语句）、branch（分支）、condition（条件）、expression（表达式）、toggle（信号反转）、fsm（有限状态机）等多种覆盖率情况，进一步提高了测试的完整性。本面简要介绍ModelSimCodeCoverage的使用方法。1.下载安装modelsim推荐下载SE版本的modelsim，安装完成后运行License Wizard，通过指定license文件和设定环境变量。2.新建工程，添加文件点击File-new-project，在弹出的对话框中输入工程名，并选择工程目录。点击“OK”后弹出添加文件的窗口选择“Add Existing Flie”把vhd_0601中的所有vhd文件添加到工程。3.设定覆盖率选项选中所有文件，右击选择properties选项出现Project compiler settings的窗口点击Coverage选项卡，选择项使能语句、分支、条件、表达式覆盖率的选项，如图示。4.编译，仿真点击compile all的按钮编译，无错误后切换到library选项，选择work库，右击要测试文件，选择Simulate with Coverage，在右侧会出现Statement，Branch，Condition，Expression等选项卡，会把各个vhd文件的语句按照功能进行分类。选中左侧的sim选项卡，右击实体test_enc-add-to wave-all items in region完成添加波形后运行1ms。可以得到1ms以内的仿真波形图5.查看和保存覆盖率信息最大化左侧sim选项卡，可以查看该文件的覆盖率信息右键-Code Coverage-Code Coverage Report可以用TXT形式导出此次覆盖率测试的报告。说明：Stmts是语句覆盖，表示测试程序运行后，程序中运行可执行语句的比率；Branches是分支覆盖，表示测试程序运行后，程序中所有判断语句的取真分支和取假分支被执行的比率；Conditions是条件覆盖，表示测试程序运行后，所有判断语句中的每个条件的可能取值出现过的比率；Expressions是表达式覆盖，表示程序运行后，所有表达式被执行的比率；Fec是focused expression/condition的缩写，Fec Conditions表示条件表达式中条件分支被执行的比率，Fec Expressions表示条件表达式中表达式被执行的比率。Modelsim除了支持图形界面操作以外，还支持脚本操作，常见的图形界面操作相对直观，但是由于重复性操作几率高、处理效率低、工程的非保存性，对于大规模的代码仿真不推荐使用；而脚本操作可以把常见的命令，比如库文件和RTL加载、仿真、波形显示等命令通过命令行来运行，也可以把命令行编辑成.do脚本文件，只需要让Modelsim运行.do文件即可以完成仿真，智能化程度高。用命令行的方式进行覆盖率检测的方法如下quit sim # 退出当前仿真vdel -all -lib work # 从工程中移除work库及库内文件vlib work # 新建一个work库vmap work work # 进行库映射vcom -cover bces F:/vhd_0601/test_test.vhd #添加vhd文件vcom -cover bces F:/vhd_0601/T1/*.vhd #添加T1文件夹下的所有vhd文件vcom -cover bces F:/vhd_0601/T2/*.vhd #添加T2文件夹下的所有vhd文件vcom -cover bces F:/vhd_0601/T3/*.vhd #添加T3文件夹下的所有vhd文件vcom -cover bces F:/vhd_0601/top/*.vhd #添加top文件夹下的所有vhd文件vcom -cover bces F:/vhd_0601/mem/*.vhd #添加mem文件夹下的所有vhd文件vsim +ALL_TESTCASE -coverage -novopt work.test_enc #进行带覆盖率检测的仿真add wave sim:/test_enc/* #添加波形信号run 1ms #运行1mscoverage report -recursive -select bces -file Coverage.txt #以txt形式导出覆盖率检测报告可以把以上代码拷贝进modelsim的命令行输入窗口，按enter键运行，结果和前文所介绍的图形化操作方法是一样的。使用命令coverage report -lines -byinstance -select bces -file CoverageDetail.txt可以导出更加详细的报告。另一种方法是把代码写进do文件，直接在命令行窗口输入 do name.do 即可。注意要将do文件放在modelsim的工作目录。也可以用ucdb文件来保存覆盖率信息，在命令行输入fcover save nam