FPGA仿真工具PPT课件

1、 ModelSim 仿真器在FPGA/CPLD设计中使用得比较广泛，这是因为Model Technology公司为各个FPGA/CPLD厂家都提供了 OEM 版本的ModelSim工具，同时Model Technology公司也对ModelSim工具进行了大力推广。 ModelSim仿真器是基于事件驱动的，它可以用来仿真Ve r i log语言，也可以用来仿真VHDL语言，同时也支持两种语言的混合仿真。第1页/共100页 根据设计阶段不同，仿真可以分为RTL行为级仿真、综合后门级功能仿真和时序仿真等三大类型。 第一个仿真是RTL行为级仿真。这个阶段的仿真可以用来检查代码中的语法错误以及代码行为

2、的正确性，其中不包括延时信息。 第二个仿真是综合后门级功能仿真。绝大多数的综合工具除了可以输出一个标准网表文件以外，还可以输出Verilog或者VHDL网表。 第三个仿真是时序仿真。在设计布局布线完成以后可以提供一个时序仿真模型，这种模型中包括了器件的信息，同时还会提供一个 SDF 时序标注文件（Standard Delay format Timing Anotation） 。第2页/共100页 ModelSim仿真工具在默认条件下提供 11 种不同的用户窗口： 主窗口、数据流窗口、列表窗口、存储器窗口、进程窗口、信号窗口、源程序窗口、结构窗口、变量窗口、波形窗口、断言窗口等。 ModelSi

3、m 软件的用户窗口全部是基于 Tcl/Tk 语言编写的，所以可以通过使用 Tcl/Tk 语言来添加各种不同的用户窗口，也可以通过软件自带的一些工具来定制仿真环境。7.1 ModelSim仿真窗口 第3页/共100页主窗口结构体窗口 进程窗口 信号窗口 变量窗口 源程序窗口 波形窗口 数据流窗口 列表窗口 第4页/共100页7.1.1 主窗口主窗口主窗口是Modelsim的核心窗口,在默认状态下，在启动Modelsim时会自动打开。主窗口分为工作区和脚本区两部分。在工作区，可以很方便地对当前工程的工作库以及所有数据集合进行控制。在脚本区，可以输入Modelsim的各种命令，命令执行后会反馈执行后

4、的信息，使用户了解执行的实际情况。 第5页/共100页 主窗口中的工作区以及命令控制台（脚本区）都是浮动窗口，同时还可以在主窗口中使用【View】/【Active Processes】命令打开一个活动进程窗口【Active Processes】 。 可以通过在主窗口中选择【View】/【Workspace】命令来显示或者隐藏工作区。通过【View】/【Active Processes】命令来显示或者隐藏活动进程窗口。 第6页/共100页7.1.2 数据流窗口数据流窗口 数据流窗口（Dataflow）可以跟踪设计中的物理连接，跟踪设计中事件的传播，也可以用来跟踪寄存器、网线和进程等。第7页/共1

5、00页 【Navigate】菜单： 【Expand net to drivers】 ：显示所选择信号、网线以及寄存器的驱动。 【Expand net to readers】 ：显示所选择信号、网线以及寄存器的输出。 【Expand net】 ：显示所选择信号、网线以及寄存器的驱动以及输出。 【Expand to design inputs】 ：显示网线的顶层驱动，一般在 testbench或者顶层模块中。 【Expand to hierarchy input】 ：显示网线所在层次的一级驱动。 第8页/共100页 【Trace】菜单： 【TraceX】 ：单步跟踪不确定值的上一个驱动。 【Cha

6、seX】 ：直接跟踪不确定值的源头。 【Trace next event】 ：移动。 【Trace event set】 ：跳转到输入时间的源头。第9页/共100页7.1.3 列表窗口列表窗口 列表窗口使用表格的形式显示仿真的结果。 窗口被分为两个可调整的部分，右边为信号列表，左边为仿真运行时间以及仿真的 Delta 时间。第10页/共100页 在列表窗口中通过选择【Tools】/【Window Properties】命令可以弹出【Modify Display Properties(list)】对话框，使用这个对话框窗口可以对属性设置【Window Properties】和触发设置【Trigg

7、ers】进行设置。第11页/共100页7.1.4 存数器窗口存数器窗口 存储器窗口可以显示设计中存储器的内容，左边为存储器列表，右边为对应的存储器的内容。第12页/共100页7.1.5 进程窗口进程窗口第13页/共100页选择Veiw Active命令后，窗口中显示的是当前工程中的所有进程。 选择In Regin 命令后，在窗口中显示的是当前层次结构中包含的进程。Ready表示此进程将在当前的很短的一个时间内被执行；Wait表示进程正等待信号的变化。Done表示进程正在执行等待语句。 第14页/共100页7.1.6 信号窗口信号窗口当前层次结构中的所有信号名称 信号的值 用户必须在结构窗口中选

8、择确定的层次结构，来获得想要仿真的信号。 第15页/共100页7.1.7 源程序窗口源程序窗口 源程序窗口主要用来显示和编辑 HDL 源文件代码。第16页/共100页7.1.8 结构窗口结构窗口结构窗口用来显示仿真中的层次信息，选择不同的结构层次，其他窗口中的信息都会发生相应的变化。 第17页/共100页7.1.9 变量窗口变量窗口进程中的变量 第18页/共100页 变量窗口被分为两个不同的部分，左边为当前进程中用到的所有变量，右边为与变量相关的当前值。 在变量窗口中可以查看 VHDL 中的常数、类属、变量以及Verilog 中的寄存器和变量等。 第19页/共100页7.1.10 波形窗口波形

9、窗口信号波形 信号名称和路径 指针所在位置的值 光标工具 波形查看工具仿真控制工具 第20页/共100页波形窗口中信号模拟化以及光标锁定 第21页/共100页7.1.11 断言窗口断言窗口 断言允许设计人员将一些判断语句嵌入到设计中，可以对某些设计的意向行为做成的假设进行说明。传统的硬件调试是假定了错误能够在整个设计当中传播并可以在输出端口捕获到，为了确定错误出现的位置，设计者不得不花费大量的时间来查找问题。而使用断言则能够在错误发生时及时捕获，允许设计人员迅速明确地对错误进行定位，大大简化了纠错的工作。第22页/共100页7.1.12 信号属性对话框（一）信号属性对话框（一） 双击波形窗口中

10、的信号名-信号属性对话框 显示的信号名称 波形的颜色名称的颜色 信号数据的显示方式 第23页/共100页 信号属性对话框（二）信号属性对话框（二）波形显示的格式 第24页/共100页7.2 ModelSim用户接口用户接口 Xilinx 公司的 ISE 集成开发环境中给ModelSim仿真软件预留了接口，通过这个接口可以从ISE 集成环境中直接启动ModelSim 工具进行仿真。 从 ISE 集成开发环境中直接启动ModelSim仿真工具需要具备 3 个条件： 启动 ISE 集成开发环境并建立了一个FPGA/CPLD的工程项目； 添加设计源代码并且编译通过； 使用 ISE 中的Test Fix

11、ture或者Test Bench Waveform工具为当前的设计提供一个测试模板（Testbench），并且在测试模板中添加设计激励。第25页/共100页属性设置设置Modelsim可执行文件的路径 7.2.1 在在ISE中直接启动中直接启动 ModelSim第26页/共100页 1. 在 Windows 操作系统中选择【开始】/【程序】/【Xilinx ISE 6】/【Project Navigator】命令，启动 ISE 集成开发环境。 2. 在 ISE主窗口中选择【File】/【Open Example】命令，打开【Open Example】对话框。 3. 在资源管理窗口（Source

12、 in Project）中的模块视图（Module View）中选中所用的测试文件，在相应的当前资源操作窗口（Processes for Current Source）中将会出现与 ModelSim仿真器相关的行为仿真（Simulate Behavioral Verilog Model） 、翻译后仿真（Simulate Post-Translate Verilog Model） 、映射后仿真（Simulate Post-Map Verilog Model）和布局布线后仿真（Simulate Post-Place & Route Verilog Model）等 4个不同的操作选项。 第2

13、7页/共100页第28页/共100页 4. 双击【Simulate Behavioral Model】操作选项，将启动 ModelSim仿真器。 5. 在 ModelSim的主窗口中选择【View】/【All】命令，将显示所有的窗口。第29页/共100页 7.2.2 行为仿真行为仿真 以一个异步FIFO为例讲述【ISE Project Navigator】集成环境中与仿真有关的大部分选项的设置。 1. 启动Project Navigator集成开发环境，在主窗口中选择【File】/【Open examples】命令，打开例子选择窗口，在其中选择【fifo_ver_131】工程，单击 按钮，打开

14、工程。 2. 在这个工程中包括了两个顶层文件“fifoctrl_cc”和“fifoctrl_ic” ，其中“fifoctrl_cc”文件实现了一个同步 FIFO， “fifoctrl_ic”文件实现了一个异步 FIFO的设计。 3. 选择顶层文件“fifoctrl_ic” ，这个文件包括了3个子模块，分别为【muxor_p】 、【xor4_p】和【xor5_p】 。同时包括了两个功能仿真文件【tb_ic_func1】 、【tb_ic_func2】 ，两个时序仿真文件【tb_ic_time1】和【tb_ic_time2】 。选中顶层文件后，可以在【Process View】窗口中对一个属性进行配

15、置。 第30页/共100页 4. 选择功能仿真文件【tb_ic_func1（fifocrtl_ic_tb2.tf）】，然后在相应的【Process View】窗口中选中【Simulate Behavioral Model】仿真的阶段，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择【Properties】命令。第31页/共100页 5. 以上操作将打开程序属性对话框，在这个对话框中有两个不同的选项卡。 在【Simulation Properties】中有以下 4 个不同的选项： Use Custom Do File Custom Do File Use Automatic Do File Simulation

16、Run Times第32页/共100页 【Displays Properties】选项卡用来设置显示的属性，其中包含以下8 个复选框： Signal window Wave window Structure window Source window List window Variables window Process window Data Flow window 6. 选择完成之后，可以进行相应的行为仿真。第33页/共100页 7.2.3 时序仿真时序仿真 选择时序仿真文件【tb_ic_time1（fifoctrl_ic_tb1_timing.tf） 】 ，然后在相应的【Process

17、View】窗口中选中【Simulate Post-Place & Route Verilog Model】仿真，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择【Properties】命令，打开的属性对话框。第34页/共100页 7.2.4 高级设置高级设置 在 Project Navigator 集成环境中使用【Edit】/【Preferences】命令打开属性选择窗口。将【Processes】选项卡中的【Process Settings】设置为【Advanced】，单击“确定”按钮保存之后就可以启动 Project Navigator高级操作模式。第35页/共100页 在【Simulation Pr

18、operties】选项卡中除了包括标准模式下的选项外还增加了如下选项： Other VSIM Command Line Options：输入其他的 VSIM 命令行参数，多个参数之间使用空格。 Other VLOG Command Line Options：输入其他的 VLOG 命令行参数，多个参数之间使用空格。 Other VCOM Command Line Options：输入其他的 VCOM 命令行参数，多个参数之间使用空格。 Simulation Resolution：指定仿真器的仿真时间精度，开始仿真后可以使用仿真器的【report】命令检查当前的仿真时间精度。 Simulation

19、 Mode：设置仿真延时模型，使用最大、最小或者典型的延时模型，在默认条件下，SDF 中的三类延时都使用最大延时。 VHDL Syntax：指定 VHDL 的语法版本，默认使用 93版。 第36页/共100页 在【Simulation Model Properties】标签页面中各个选项说明如下： Simulation Model Target：指定产生的网表所适用的仿真器。 Post Place & Route Simulation Model Name：指定仿真模型名称。 Rename Top Level Module To：指定使用 NetGen程序产生的顶层模块的名称，默认条件

20、下，输出的模块名将继承输入设计的顶层文件名称。 Change Device Speed To：改变生成仿真模型时使用的目标器件的速度。 Correlate Simulation Data to Input Design：该参数需要配合【Retain Hierarchy】参数以及设计源代码一起使用，如果该参数以及【Retain Hierarchy】参数都设置为【True】 ，同时在源代码中都使用【Keep Hierarchical】属性，就可以在时序仿真时将输出的时序仿真模型的信号与源代码中的信号关联起来。 Retain Hierarchy：该参数主要配合【Correlate Simulatio

21、n Data to Input Design】参数，完成时序仿真时信号的检查，详细内容参考【Correlate Simulation Data to Input Design】参数说明。 第37页/共100页Generate Multiple Hierarchical Netlist Files：该参数指定是否对设计中保留层次的每一个层次产生时序仿真模型以及 SDF 时序标注文件。这个参数有效的前提有： 【Retain Hierarchy】参数设置为【True】的同时在源代码中各个模块都使用【Keep Hierarchical】属性。如果这个参数设置为【True】之后， 【Use Automa

22、tic Do File for ModelSim Simulation】参数将被设置为【False】 ，原因在于如果需要 Project Navigator 环境中运行 ModelSim 仿真器就必须指定相应的DO 文件，产生了多个时序仿真模型之后，其仿真的 DO 文件就需要明确指定，而不能使用自动生成的 DO文件。 Use Automatic Do File for ModelSim Simulation：设置使用自动 DO文件，该参数仅仅在 Project Navigator集成环境中启动 ModelSim时有效。 Bring Out Global Tristate Net as a Po

23、rt：该参数指定是否在输出的仿真模型的顶层添加一个端口来连接全局三态网线（全局三态网线将强制所有的输出为高阻态） ，全局三态信号没有驱动的情况下该参数有效。 Global Trstate Port Name：指定全局三态端口名称，默认为 GST。第38页/共100页Bring out Global Set/Reset Net as a port：这个参数指定是否在输出的仿真模型的顶层添加一个端口来连接全局的置位/复位网线，全局置位/复位网线没有驱动的情况下这个参数有效。Global Set/Reset Port Name：指定全局复位/置位端口名称，默认为 GSR。 Generate Test

24、 Fixture File：指定是否从输出的网表中创建一个测试模板。 Rename Design Instance In Test Fixture File to：指定测试模板中设计的实例化名称，默认为 UUT。 Include uselib Directive in Verilog File：指定是否在输出的网表文件中使用Verilog uselib指示，总是指向系统中的 SIMPRIM源文件处，该参数在大多数仿真器中不推荐使用。默认条件下设置为【False】。第39页/共100页Path Used in $SDF_annotate：指定 SDF标注文件的路径，一般情况下，当网表文件与 SD

25、F标注文件不在一个目录下时需要使用该参数。Do Not Escape Signal and Instance Names in Netlist：是否在网表中对信号以及实例化名称进行转义。 Other NETGEN Command Line Options：输入其他的 NETGEN命令行参数，多个参数之间使用空格。 第40页/共100页7.3 仿真环境的建立仿真环境的建立 ModelSim 有很多不同的版本，例如Xilinx 公司使用的 ModelSim 为 ModelSim XE 的 OEM 版，这个版本只支持 Xilinx 公司的所有器件的时序仿真，但是不支持其他公司的 FPGA/CPLD

26、的仿真。 在完全版本发行时，不发行任何公司的 FPGA/CPLD 的仿真库，所以在使用之前需要建立相应 FPGA/CPLD 器件的仿真库。第41页/共100页 7.3.1 各仿真切入点需要的库文件各仿真切入点需要的库文件 n各个仿真阶段需要的仿真库模型 第42页/共100页 RTL 行为级仿真可能需要的文件包括：RTL 代码、实例化的 UNISIM 库元件、XilinxCoreLib 和 UNISIM 门级模型、SmartModels。 综合后功能仿真可能需要的文件包括：综合工具输出的包含了 UNISIM 库元件的门级网表、XilinxCoreLib 和 UNISIM 门级模型、SmartMo

27、dels模型等。 NGDBuild 后功能仿真可能需要的文件包括：包含了 SIMPRIM 库元件的门级网表和SmartModels。第43页/共100页 映射后时序仿真可能需要的文件包括：包含了 SIMPRIM 库元件的门级网表、SmartModels、标准延时格式文件 SDF。这个阶段的设计没有进行布局布线，仿真也类似于IC 设计过程中的门级仿真，提供了各种门的延时，但是没有连线延时，可以认为是不完全的时序仿真。 布局布线后时序仿真可能需要的文件包括：包含了 SIMPRIM 库元件的门级网表、SmartModels、标准延时格式文件 SDF。 第44页/共100页 7.3.2 仿真库文件说明

28、仿真库文件说明 UNISIM（Library of Unified component simulation models）库仅仅用来做功能仿真，在这个库中包括了 Xilinx 公司全部的标准元件。 UNISIM 库被分为VHDL和Verilog两种： VHDL UNISIM 库被分成 4 个不同的文件，包括元件声明（unisim_VCOMP.vhd） 、程序包文件（unisim_VPKG.vhd） 、实体和结构体声明（unisim_VITAL.vhd）和 SmartModel 声明（unisim_SMODEL.vhd）。 Verilog UNISIM库文件中每一个元件使用一个独立的文件，对于

29、FPGA 器件族UNISIM 库源文件位于$XILINX/verilog/src/unisims 目录下，对于 CPLD 器件族UNISIM 库源文件位于$XILINX/verilog/src/uni9000 目录下。第45页/共100页 XilinxCoreLib（CORE Generator HDL library models）库仅仅用来做功能仿真，在这个库中包括了使用 Xilinx Core Generator 工具产生的 IP的仿真模型。 对于 VHDL 代码来说，这个库位于$XILINX/vhdl/src/XilinxCoreLib 目录。 对于 Verilog 代码来说，这个库位

30、于$XILINX/verilog/src/XilinxCoreLib 目录。 SIMPRIM（Library of generic simulation primitives）库用来做时序仿真或者门级功能仿真。 对于 VHDL 代码来说，这个库位于$XILINX/vhdl/src/simprims 目录。 对于 Verilog 代码来说，这个库位于$XILINX/verilog/src/simprims目录。 第46页/共100页 SmartModel 库被用来模拟非常复杂的一些 FPGA 设计，其中用到了 PowerPC（PPC）或者 RocketIO 等。 这个库的源代码是加密的，它通过

31、SWIFT 接口与仿真器通信，库文件位于$XILINX/smartmodel目录。第47页/共100页 7.3.3 库文件编译库文件编译 7.3.3.1 在仿真器中编译仿真库在仿真器中编译仿真库 以使用 Verilog 语言中时序仿真库 simprims 为例来说明仿真库的手动建立过程。 1. 将 ModelSim 根目录下的配置文件 modelsim.ini 的属性由只读改为可写，这个操作是为了使软件可以记录仿真库建立的路径以及映射关系。 2. 启动 ModelSim 仿真工具，在主窗口中选择【File】/【Change Directory】命令，将工作目录改变到想要存放仿真库的目录下。第4

32、8页/共100页 3. 在主窗口中选择【File】/【New】/【Library】命令，弹出【Create a New Library】窗口。将【Create】选项设置为【a new library and a logical mapping to it】 ，在【Library Name】栏中输入“simprims_ver” ，同时软件在【Library Maps to】栏中自动输入“simprims_ver” ，单击“OK”按钮保存。第49页/共100页 4. 在主窗口中选择【Compile】/【Compile】命令，弹出【Compile Source Files】窗口，如图 3-21 所示

33、。在【Library】选项的下拉列表中选择“simprims_ver”仿真库，在【查找范围】选项中选中【Xilinxverilogsrcsimprims】目录下的全部文件，单击“Compile”按钮进行编译。第50页/共100页 7.3.3.2 在在 Project Navigator 中编译中编译仿真库仿真库 1. 使用 Project Navigator创建一个新的工程或者打开一个现有的工程。 2.选择设计的目标器件，在【Source in Project】窗口中选中器件，【Processes for Source】窗口中会出现【Design Entry Utilities】菜单，使用右键

34、选中其中的【Compile HDL simulation libraries】项，在下拉菜单中选中【Properties】命令，打开属性对话框。第51页/共100页 3. 【Process Properties】对话框中的各项很明了，根据需要选择相应的仿真库文件，然后单击 关闭对话框。 4. 双击【Compile HDL simulation Libraries】 ，程序将自动对完成对库文件的编译。 5. 库文件编译完成以后，在 Project Navigator 集成环境中运行 ModelSim 仿真器进行仿真时，软件将自动在当前工程目录下生成一个 modelsim.ini 配置文件，在这个

35、配置文件中添加了编译后的各种仿真库路径。第52页/共100页 7.3.3.3 使用命令行编译仿真库使用命令行编译仿真库 COMPXLIB 命令可以支持Xilinx的所有器件族，支持编译如下的仿真库文件： UNISIM（Functional） Uni9000（Timing） SIMPRIM（Timing） XilinxCoreLib（Functional） SmartModel Library（Functional & Timing） CoolRunner（Functional） Abel（Functional） 第53页/共100页 7.3.4 仿真库的命名仿真库的命名 在 ISE 集

36、成开发环境中直接启动ModelSim进行仿真时： Verilog 仿真库的命名使用Xilinxcorelib_ver、 unisims_ver 和 simprims_ver三种名称，分别对应Xilinx/verilog/src/目录下的 Xilinxcorelib、unisims 和 simprims 三个库。 VHDL仿真库的命名使用Xilinxcore、unisims 和 simprim 三种名称分别对应 Xilinx/vhdl/src/目录下的Xilinxcorelib、unisims 和 simprims三个库。 库文件编译好之后，为了方便以后使用可以修改 modelsim.ini 配

37、置文件。打开配置文件之后，可添加对 Xilinx 仿真库的映射。第54页/共100页7.4 ModelSim和ISE仿真实例 说明在ModelSim独立环境下进行仿真的各种仿真流程，同时说明在ISE集成开发环境启动ModelSim进行仿真的方法。第55页/共100页 创建工作库。使用ModelSim进行仿真时，全部的设计文件不管是Verilog、HDL或者Verilog 与 VHDL的混合文件都需要编译到一个库中。 编译。创建完一个库之后，就可以在库中编译设计单元。 运行仿真。编译完成之后可以从设计顶层模块或者实体运行仿真器。 结果调试。如果仿真结果与最初预期不相符，就需要对程序进行调试。第5

38、6页/共100页 ModelSim提供的调试手段与工具有以下几种： 在源文件窗口中设置断点或者单步执行。 观察波形测量时间。 在数据流窗口中浏览设计的物理连接。 查看或者初始化存储器。 分析仿真效率。 测试代码覆盖率。 波形比较。第57页/共100页 1. 启动 ModelSim。使用 Windows 系统中的 ModelSim 快捷图标或者在命令控制台使用“vsim”命令都可以启动仿真器。 UI) Design - Load New Design Cmd) vsim -lib VHDL vsim top_entity top_architecture Verilogvsim top_leve

39、l1 top_level2 2. 创建工作库。在主窗口选择【File】/【New】/【Library】命令，打开创建库对话框。7.4.1 在在ModelSim环境下进行仿真环境下进行仿真第58页/共100页 3. 编译源文件。在主窗口中选择【Compile】/【Compile】命令，打开源文件编译窗口。 4. 运行仿真。从主菜单中选择【View】/【All Windows】命令，打开所有ModelSim 的窗口。在信号窗口中使用【Add】/【Wave】/【Signal in Region】命令，添加所在层次所有信号到波形窗口。第59页/共100页7.4.2 在在ISE集成环境中进行仿真集成环境

40、中进行仿真 1. 在 Windows 操作系统中选择【开始】/【程序】/【Xilinx ISE 6】/【Project Navigator】命令，启动 ISE Project Navigator集成开发环境。 2. 在 ISE主窗口中选择【File】/【New Project】命令，将弹出【New Project】对话框，在【Project】栏中单击 按钮，弹出【浏览文件夹】对话框。 3. 单击“下一步”按钮，打开新建工程对话框的下一个页面。在其中选择所使用的器件、模块类型、综合器和仿真器等信息。第60页/共100页第61页/共100页 4. 单击 按钮，打开新建工程对话框的下一个页面。第62

41、页/共100页 5. 单击“OK”按钮后，出现新建工程内容报告对话框。 6. 在工程内容报告对话框中单击“完成”按钮完成设置，回到ISE主界面，从源文件视图中选择源文件。第63页/共100页 7. 在 ModelSim 仿真器下面有 4 个不同的仿真选项，对应4 个不同的仿真阶段，行为仿真、翻译后仿真、映射后仿真和布局布线后仿真。第64页/共100页7.5 ModelSim中的调试方法中的调试方法7.5.1 源文件窗口调试源文件窗口调试 源文件窗口主要用来显示和编辑 HDL 源文件代码。 在源文件窗口中可以设置断点调试，同时支持单步调试等。第65页/共100页 7.5.2 波形窗口调试波形窗口

42、调试 1. 启动 ModelSim，并改变当前目录到设计目录。 2. 加载设计单元进行仿真。 3. 向波形窗口中添加项目。 从信号窗口添加。 从其他窗口选中并拖动。可以从主窗口、信号窗口、变量窗口或结构窗口等多个窗中中选择需要查看的 项目并拖动到波形窗口中。 使用命令行添加项目。在主窗口命令控制台【VSIM】命令提示符后键入 add wave *命令将加入当 前区域内的所有信号。第66页/共100页 4. 缩放波形显示。 在波形窗口的工具栏中有很多用来进行显示缩放的快捷按钮，通过这些按钮可以很方便地控制波形的显示大小。第67页/共100页 5. 在波形窗口中使用指针。第68页/共100页n光标

43、重命名第69页/共100页n光标锁定对话框以及锁定后的光标第70页/共100页 6. 保存波形窗口格式。 可以通过存储窗口格式的方法将信号设置等属性存储成一个 DO 文件，下次打开波形窗口时加载 DO 文件就可以了。 第71页/共100页 7.5.3 数据流窗口调试数据流窗口调试 1. 启动仿真器并改变目录到设计目录。 2. 在命令提示符后键入 do run.do 命令执行程序。使用文本编辑器打开 DO 文件对其中的指令进行分析。第72页/共100页 # Copyright Model Technology, a Mentor Graphics # Corporation company 20

44、03, - All rights reserved. # Simulation script for Dataflow tutorial onbreak resume # create library if file exists work vdel -all vlib work # compile all source files vlog gates.v and2.v cache.v memory.v proc.v set.v top.v # open debugging windows set PrefDataflow(geometry) 582x378+1+562 第73页/共100页

45、 set PrefSignals(geometry) 287x249+738+307 set PrefWave(geometry) 682x352+590+614 set PrefSource(geometry) 534x249+746+0 set PrefMain(geometry) 730 x503+1+1 view da si wa # start simulator vsim top # wave signals add wave /top/p/* add log -r * # run simulation run -all 第74页/共100页 3. 数据流窗口的一个主要作用就是浏览

46、设计中的各种连接，可以用来检查指定信号、网线寄存器的驱动以及接收等特点。第75页/共100页 4. 数据流窗口中的另外一个重要的特点是可以通过事件追踪来定位输出信号，数据流窗口中内置的波形查看窗口给类似操作提供了极大的方便。第76页/共100页 5. 追踪未知信号X。使用数据流窗口可以很快确定产生未知信号的原因，数据流窗口和标准的波形窗口是互相联系的，所以可以在波形窗口中观察一个信号然后在数据流窗口中对这个信号进行追踪，进而查找问题的源头。第77页/共100页追踪未知态第78页/共100页 6. 在数据流窗口中显示层次。第79页/共100页 7.5.4 存储器窗口调试存储器窗口调试 1. 启动

47、 ModelSim仿真器并改变目录到设计目录。 2. 创建工作目录、编译设计。 在主窗口的【ModelSim】提示符后键入 vlib work 命令创建工作目录。 在主窗口的【ModelSim】提示符后键入 vlog sp_syn_ram.v dp_syn_ram.v ram_tb.v命令编译设计文件。 在主窗口的【ModelSim】提示符后键入 set NumericStdNoWarnings 1 命令。 3. 加载设计。 第80页/共100页 4. 查看一个存储器。 在主窗口中选择【View】/【Memory】命令打开存储器窗口，在存储器窗口的【List】区域显示了当前设计中使用到的所有存

48、储器。 在存储器列表中选择【/ram_tb/spram1】实例，存储器窗口中将显示这个存储器的地址以及数据等内容。第81页/共100页在主窗口【sim】视图中选择【spram2】实例。运行仿真。存储器窗口中的地址数据区域随着仿真的进行自动更新。 5. 将存储器的内容保存成一个文件。第82页/共100页 6. 初始化一个存储器。在 ModelSim 中有 3 种方法来初始化一个存储器，分别如下：通过加载保存好的文件初始化存储器。部分使用保存好的文件，部分使用模板。使用数据模板填充的方式。第83页/共100页 7.5.5 变量窗口调试变量窗口调试 1. 启动仿真器并改变目录到设计目录。 2. 在主

49、窗口的命令控制台【Modelsim】提示符后键入 vlib library_4 命令创建一个新的工作库。 3. 在命令提示符后键入vcom work library_4 gates.vhd adder.vhd testadder.vhd命令，编译这三个文件到工作库中。 4. 在命令提示符后键入vmap work library_4命令，映射新建的库到工作库中，同时这个命令将修改 ModelSim 的配置文件 Modelsim.ini。第84页/共100页 5. 在主窗口中选择【Simulate】/【Simulate】命令，打开仿真参数对话框。第85页/共100页 6. 在主窗口输入 view

50、*命令，弹出仿真器的全部窗口。 7. 输入 add list *命令将顶层模块的全部信号添加到列表窗口中。 8. 输入 add wave *命令将顶层模块的全部信号添加到波形窗口中。 9. 运行仿真。 10. 查看命令控制台反馈的信息，查找错误，并重新运行仿真，反复调试，直到仿真成功。第86页/共100页第87页/共100页第88页/共100页 7.5.6 列表窗口调试列表窗口调试 1. 在列表窗口中选择【Tools】/【Window Preference】命令，打开列表窗口属性对话框。 2. 选择其中的触发选项卡【Triggers】。 3. 在窗口中选中某一个信号或者全部信号，然后在菜单栏中选择【View】/【Signal Properties】命令打开相应的对话框，可以在对话框中改变信号显示的名称以及信号数据显示的数值类型。第89页/共100页第90页/共100页7.6 ModelSim的其他常用操作的其他常用操作7.6.1 自动仿真自动仿真 在ModelSim中宏文件通常使用“do”作为文件后缀，所以一般将宏文件也叫DO文件。 DO文件是一个包含了很多