1、 Modelsim 仿真方法總結Modeling 仿真工具是Model公司開發的。它支持Verilog、VHDL以及他們的混合仿真。Modelsim各版本的使用方法大體一致，Modelsim仿真主要分為前仿真和后仿真。下面來具體介紹modelsim的仿真方法，涉及quartus-modelsim聯合（使用）仿真的差異會特別提示。前仿真與后仿真說明1.1 前仿真前仿真也稱為功能仿真、行為仿真。旨在驗證電路的功能是否符合設計要求，其特點是不考慮延遲（包括門延遲與線延遲），主要驗證電路與理想情況是否一致。前仿真需要用到RTL級代碼(由源代碼經過綜合后產生）與Testbench。1.2）后仿真后仿真也

2、稱為時序仿真或者布局布線仿真。是指在電路已經映射到特定的工藝環境以后，綜合考慮門延遲與線延遲的影響，驗證電路在一定的時序條件下是否存在時序違規以及能否滿足設計構想的過程。需要用到的文件是從布局布線結果中抽象出來的門級網表、testbench和后綴名為sdo或者sdf的標準時延文件。注：擴展名為sdo和sdf的標準時延文件包含門延遲與實際布線延遲，能較好的反應芯片的實際工作情況。二）modelsim仿真主要有以下幾個步驟：（1）建立庫并映射庫到物理目錄；（2）編譯源代碼（包括Testbench)；（3）執行仿真；解釋：庫：modelsim中有兩類仿真庫。一種是工作庫，默認名為work;另一種是資

3、源庫。Work庫中存放當前工程下所有已經編譯過的文件，所以編譯前一定要建立一個work庫。資源庫存放work庫中已經編譯文件所要調用的資源，這樣的資源可能有很多，它們被存放在不同的資源庫內。（例如要想對綜合在cyclone芯片中的設計做后仿真，就需要有一個名為cyclone_ver的資源庫。）映射庫用于將已經預編譯好的文件所在目錄映射為一個modelsim可識別的庫。（此即是為仿真庫建立一個邏輯映像的行為過程，后面會提到，在modelsim中新建庫時，create a new library and a logical mapping to it或a map to an existing li

4、braryd的提示)上述三個步驟是大的框架，前仿真和后仿真均是按照這個框架進行的，建立modelsim工程對前后仿真來說都不是必須的。下面分別介紹每一步的操作。2.1）建立庫在執行一個仿真前先建立一個單獨的文件夾，將操作對象文件放在該文件夾下面。然后啟動modelsim軟件將modelsim當前路徑改動到此文件下。修改方法是FileChange Directory。注意：上面說的是獨立運行modelsim仿真的情況。當采用quartus聯合modelsim仿真時，在quartus里面設置第三方EDA仿真工具后，編譯成功會自動在quartus工程目錄下面創建一個simulationmodelsi

5、m的文件夾，此文件夾等同于獨立運行moddelsim仿真時最先建立的文件夾。另quartus聯合modelsim仿真，modelsim默認路徑即為其自動創建文件夾simulationmodelsim下，不必人為更改。啟動modelsim后，建立仿真庫。點擊filenewlibrary,出現對話框，選擇a new library and a logical mapping to it(已默認），在library name 中輸入要創建庫的名稱。總結步驟為：啟動modelsim-點擊file-chang directory(如需更改路徑的話）；再file-new-（project）-library

6、，進行相關設置。即可。2.2）編寫源代碼及testbench;在編寫目標測試文件(testbench)之前，我們先寫完目標文件（既可在quartus中編寫，也可以在modelsim中編寫），把它編譯進工作庫。（當然此步也可以等到和測試文件寫完以后一起編譯）。源代碼的編寫就不用介紹了，下面介紹編寫testbench的兩種方法。A) 可以在modelsim內直接編寫測試文件，而且modelsim提供各種testbench模板，我們只需更改其中小部分即可。在modelsim中執行FileNewSourceLibrary或者直接點新建文件，會出現一個verilog（或VHDL)文本編輯頁面，編輯測試文

7、件即可。另modelsim中提供各種測試文件模板，直接拿過來用會減少工作量。在verilog文本編輯頁面空白處右鍵點擊Show Language Templates,然后會出現一個加載工程，接著在剛才文本編輯窗口左邊出現一個Language Templates窗口，雙擊Creat Testbench會出現一個創建向導，選擇Specify Design Unit工作庫下，work工作庫中的目標文件（即為目標文件配套testbench）,點Next。可以指定Testbench的名稱以及要編譯到的庫等，此處我們使用默認設置直接點Finish。這時在Testbench內會出現對目標文件的各個端口的定義

8、還有調用函數接下來，設計者可以自己往Testbench內添加內容了，我們只需更改其中的少量部分，即可完成testbench,然后保存為.v格式即可。按照前面的方法（點中文件后右鍵，選中compile即進行該文件的編譯，或者點擊菜單欄中的compile菜單，然后選中要編譯的文件）把Testbench文件也編譯到工作庫中。B) 在 Quartus內編寫并編譯 Testbench ，之后將Testbench 和目標文件放在同一個文件夾下，按照前面的方法把 Testbench 文件和目標文件都編譯到工作庫中之后。另如果在工作庫中沒有該文件(在Testbench文件沒有端口的情況下)，則在Simulat

9、eStart Simulate卡片中去掉優化選項Enable optimization之后再重新編譯，即可在工作庫中找到該文件。三）執行仿真（分別說明前仿真和后仿真）3.1）前仿真前仿真相對來說簡單些，在執行到上面一步，把需要的文件編譯到作庫后，我們只需點simulationstart simulation或快捷按鈕。會出現startsimulation對話框，點擊Design標簽選擇work庫（工作庫）中的測試文件然后點ok既可以。在主界面中會多出來一個Objects窗口，里面顯示 Testbench 里定義的所信號引腳,在Workspace里也會多出來一個Sim標簽。右鍵點測試文件，選擇A

10、dd-Add to Wave，然后將出現Wave窗口，現在就可以仿真了。3.2）后仿真后仿真與前仿真步驟大體相同，只不過中間需要添加仿真庫（和所選器件資源庫，例如在原理圖文件中用到IP core,我們這里就要把相關的_mf.v庫加進來。）網表和延時文件的步驟。后仿真的前提是quartus已經對要仿真的目標文件進行編譯，注意引腳的分派。并生成modelsim仿真所需要的.vo文件(網表文件)和.sdo文件（時延文件）。具體操作過程又有兩種方法，一種是通過Quartus調用Modelsim，Quartus在編譯之后自動把仿真需要的.vo文件以及需要的仿真庫加到modelsim中，操作簡單；一種是手

11、動將需要的文件和庫加入modelsim進行仿真，這種方法可以增加主觀能動性，充分發揮modelsim的強大仿真功能。A) 通過quartus調用modelsim;使用這種方法時首先要對Quartus進行設置。 先運行Quartus，打開要仿真的工程，點菜單欄的Assignments，點EDA Tool settings，選中左邊Category中的Simulation.，在右邊的Tool name中選ModelSim(Verilog),選中下面的Run Gate Level Simulation automatically after complication。Quartus中的工程準備好之后

12、點擊start complication按鈕，此時modelsim會自動啟動，而quartus處于等待狀態（前提是系統環境變量中用戶變量中PATH要設置好modelsim安裝路徑）。而且work庫中出現了需要仿真的文件。Modelsim自動將quartus生成的.vo文件編譯到work庫，并建立相應的資源庫。編寫測試臺程序，最好放在生成的.vo文件所在的目錄，以方便在需要手動仿真時使用。點Compile在出現的對話框中選中剛寫好的測試文件，然后點Compile按鈕,編譯結束后點Done，這時在Work庫中會出現測試臺文件。點擊simulate-Start Simulation或快捷按鈕 會出現

13、start simulate對話框。點擊Design標簽選擇Work庫下的測試文件，然后點擊Libraries標簽在Search Library中點擊Add按鈕，選擇仿真所需要的資源庫（如果不知道需要選擇哪個庫，可以先直接點Compile看出現的錯誤提示中說需要的庫名，然后再重復上述步驟）。再點start simulate對話框的SDF標簽。在出現的對話框的SDF File框內加入.sdo時延文件路徑。在Apply To Region框內有一個“/”， 在“/”的前面輸入測試臺文件名，在它的后面輸入測試臺程序中調用被測試程序時給被測試程序起的名稱。(一般為DUT）B) 手動仿真；手動仿真需要自

14、己添加文件和編譯庫，但可以充分發揮modelsim強大的仿真功能。操作時也要先對quartus進行設置，設置與前面相同只是不要選中Run Gate Level Simulation automatically after complication。然后啟動modelsim，將當前路徑改到工程文件夾simulationmodelsim下。向該文件夾中手動添加所需要的仿真文件，包括.vo文件、相關芯片資源庫（后綴_atoms.v）以及原理圖情況下的IP core相關資源（后綴-mf.v）。然后在modelsim中點編譯，將這些文件編譯到工作庫下，點擊simulate-Start Simulation或快捷按鈕 會出現start simulate對話框。這里和A情況相比只有Libraries標簽在Search Library時不一樣，其余2項都一樣。Libraries標簽在Search Library下選