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7.2 ModelSim仿真工具簡(jiǎn)介 ModelSim是Model Technology(Mentor Graphics的子公司)的DHL硬件描述語(yǔ)言的仿真軟件，該軟件可以用來(lái)實(shí)現對設計的VHDL、Verilog或者是兩種語(yǔ)言混合的程序進(jìn)行仿真，同時(shí)也支持IEEE常見(jiàn)的各種硬件描述語(yǔ)言標準。 無(wú)論從友好的使用界面和調試環(huán)境來(lái)看，還是從仿真速度和仿真效果來(lái)看，ModelSim都可以算得上是業(yè)界最優(yōu)秀的HDL語(yǔ)言仿真軟件。它是惟一的單內核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器，是做FPGA/ASIC設計的RTL級和門(mén)級電路仿真的首選;它采用直接優(yōu)化的編譯技術(shù)，Tcl/Tk技術(shù)和單一內核仿真技術(shù)，具有仿真速度快，編譯代碼與仿真平臺無(wú)關(guān)，便于IP核保護和加快程序錯誤定位等優(yōu)點(diǎn)。 Modelsim最大的特點(diǎn)是其強大的調試功能。 · 先進(jìn)的數據流窗口，可以迅速追蹤到產(chǎn)生錯誤或者不定狀態(tài)的原因。 · 性能分析工具幫助分析性能瓶頸，加速仿真。 · 代碼覆蓋率檢測確保測試的完備。 · 多種模式的波形比較功能。 · 先進(jìn)的Signal Spy功能，可以方便地訪(fǎng)問(wèn)VHDL、Verilog或者兩者混合設計中的底層信號。 · 支持加密IP。 · 可以實(shí)現與MATLAB的Simulink的聯(lián)合仿真。 目前常見(jiàn)的Modelsim分為幾個(gè)不同的版本：ModelSim SE、ModelSim PE、ModelSim LE和ModelSim OEM。 如圖7.3所示，Modelsim的用戶(hù)界面和一般的Windows窗口相似，由上到下依次為：標題欄、菜單欄，工具欄，工作區和狀態(tài)欄。 圖7.3 Modelsim界面 7.2.1 標題欄 標題欄位于整個(gè)用戶(hù)界面的最上方，標題欄的左邊顯示當前程序的名稱(chēng)，右邊用來(lái)控制用戶(hù)界面的大小，包括最小化、最大化和關(guān)閉3種功能按鈕。 7.2.2 菜單欄 菜單欄里面一共有8個(gè)菜單選項，分別是：File(文件)、Edit(編輯)、View(視圖)、Compile(編譯)、Simulate(仿真)、Tools(工具)、Window(窗口)、Help(幫助)。下面分別具體介紹。 1.“File”菜單 文件菜單通常包含了對工程及文件等的操作。ModelSim的文件菜單包含的命令有：New(新建)、Open(打開(kāi))、Close(關(guān)閉)、Import(導入)、Save(保存)、Delete(刪除)、Change Directory(更改路徑)、Transcript(對腳本進(jìn)行管理)、Add to Project(為工程添加文件)、Recent Directories(最近幾次的工作路徑)、Recent Projects(最近幾次工程)、Quit(退出)。 (1)新建文件命令(File/ New)。 單擊File/ New命令，將會(huì )出現一個(gè)子菜單，共包含4個(gè)選項。 · 單擊“Folder”(新建文件夾)后，會(huì )出現對話(huà)框，提示輸入新建的文件夾的名字，即可在當前目錄下新建一個(gè)文件夾。 · 單擊“Source”(新建源文件)后，會(huì )出現源文件類(lèi)型的選項(VHDL、Verilog、Other)，單擊可分別新建對應格式的源文件。 · 單擊“Project”(新建工程)后，會(huì )出現對話(huà)框，提示在“Project Name”處輸入新建工程的名稱(chēng)，在“Project Location”處指定新建工程的存放路徑。在“Default Library Name”處指明默認的設計庫的名稱(chēng)，用戶(hù)設計的文件將編譯到該庫中。 · 單擊“Library”(新建一個(gè)庫)后，會(huì )出現對話(huà)框，提示選擇“Create a New library and a logical mapping to it”(新建一個(gè)庫并建立一個(gè)邏輯映像)或“A map to an existing library”(新建一個(gè)到已存在庫的映像)。在“Library name”處輸入新建庫的名稱(chēng)，在“Library physical name”處輸入存放庫的文件名稱(chēng)。 (2)Open(打開(kāi)文件)。 單擊會(huì )出現子菜單選擇打開(kāi)File(文件)、Project(工程)及Dataset(WLF文件)。 (3)Close(關(guān)閉)。 單擊會(huì )出現子菜單選擇關(guān)閉Project(工程)或Dataset(仿真數據文件)。 (4)Import(導入)。 導入新的庫。在進(jìn)行某些仿真時(shí)需要的一些仿真庫可以通過(guò)該方法導入，根據提示指定仿真庫的路徑及目標庫路徑，一步一步操作完成。注意ModelSim安裝目錄下的modelsim.ini文件不能為只讀，該文件保存了ModelSim的一些設置信息 (5)Save(保存)。 保存當前仿真數據。 (6)Delete(刪除)。 刪除指定的工程，即刪除.mpf文件，.mpf是ModelSim工程的后綴名。 (7)Change Directory(改變路徑)。 改變當前工作路徑，ModelSim使用的是絕對路徑，而不是相對路徑。這與ISE不同。在ISE中，用戶(hù)可以將設計的整個(gè)目錄復制到其他任何地方，只要目錄完整，可以直接打開(kāi)工程文件。而在ModelSim中，若將整個(gè)目錄復制到其他地方，打開(kāi)工程時(shí)其指向仍為原來(lái)工程的地址，可以通過(guò)更改路徑來(lái)設置新的路徑。 (8)Transcript(腳本)。 單擊會(huì )出現子菜單，可選擇操作Save Transcript(保存主窗口中腳本)、Save Transcript As(把主窗口中腳本另存為一個(gè)新文件)或Clear Transcript(清除主窗口中的腳本)。 (9)Add to Project(添加到工程)。 單擊會(huì )出現子菜單，可選擇操作File(添加文件到當前工程)、Simulation Configuration(添加設定的仿真配置)或Folder(添加文件夾)。 (10)Recent Directories(最近幾次工作路徑)。 可以從中選取最近幾次的工作路徑。 (11)Recent Projects(最近幾次工程)。 可以打開(kāi)最近幾次的工程。 (12)Quit(退出)。 退出Modelsim。 2.“Edit”菜單 類(lèi)似于Windows應用程序，在編輯菜單中包含了對文本的一些常用的操作。 (1)Copy(復制)。 復制選中的文檔 (2)Paste(粘貼)。 把剪切或復制的文檔粘貼到當前插入點(diǎn)之前。 (3)Select All(全選)。 選中主窗口中所有的抄本文檔。 (4)Unselect All(取消全選)。 取消已選文本的選中狀態(tài)。 (5)Find(查找)。 在命令窗口中查找字符或字符串。 3.“View”菜單 類(lèi)似于其他Windows應用程序，視圖菜單可以控制在屏幕上顯示哪些窗口。 (1)All Windows(所有窗口)。 打開(kāi)所有的ModelSim窗口，試一下該命令會(huì )發(fā)現ModelSim打開(kāi)了許多窗口，包括波形窗口、信號列表窗口、源文件窗口等。 (2)Dataflow(數據流)。 打開(kāi)Dataflow窗口，在該窗口中顯示數據的流向。 (3)List(列表)。 打開(kāi)列表窗口。 (4)Process(進(jìn)程)。 打開(kāi)過(guò)程窗口，該窗口顯示了設計中的進(jìn)程所在的位置。 (5)Signals(信號)。 打開(kāi)信號窗口。該窗口顯示了設計中所有信號的列表。 (6)Source(源文件)。 打開(kāi)源文件窗口，可以在源文件窗口中顯示設計中使用的源文件。 (7)Structure(結構)。 打開(kāi)結構窗口，該窗口以列表方式顯示了設計中所有到的結構，雙擊某一結構，可以查找定義該結構的語(yǔ)句。 (8)Variables(變量)。 打開(kāi)變量窗口，該窗口以列表方式顯示了設計中定義的所有變量。 (9)Wave(波形)。 打開(kāi)波形窗口，這是我們仿真時(shí)經(jīng)常需要查看的窗口，在其中顯示了輸入和輸出的波形。 (10)Dataset。 打開(kāi)Dataset瀏覽器來(lái)打開(kāi)、關(guān)閉、重命名或激活一個(gè)Dataset。用戶(hù)在使用的時(shí)候會(huì )發(fā)現沒(méi)有什么變化，這時(shí)候可以看看Workspace窗口下是不是多了一個(gè)選項卡。該選項卡顯示的內容與Structure窗口顯示的完全相同。 (11)Coverage(覆蓋率)。 查看仿真的代碼覆蓋率。 (12)Active Processes(活動(dòng)的進(jìn)程)。 當前正在執行的進(jìn)程。 (13)Workspace(工作區)。 打開(kāi)當前的工作區。 (14)Encoding(編碼)。 以不同的編碼查看。 (15)Properties。 顯示工作區中選中對象的屬性。 4.“Compile”菜單 (1)Compile(編譯)。 把HDL源文件編譯到當前工程的工作庫中。 (2)Compile Options(編譯選項)。 設置VHDL和Verilog編譯選項，例如可以選擇編譯時(shí)采用的語(yǔ)法標準等。 (3)Compile All(全編譯) 編譯當前工程中的所有文件。 (4)Compile Select(編譯選中的文件) 編譯當前工程中的選中文件。 (5)Compile Order(編譯順序) 設置編譯順序，一般系統會(huì )根據設計對VHDL自動(dòng)生成編譯順序，但對于Verilog需要指定編譯順序。 (6)Compile Report(編譯報告) 有關(guān)工程中已選文件的編譯報告。 (7)Compile Summary(編譯摘要) 有關(guān)工程中所有文件的編譯報告。 5.“Simulate”菜單 這里的編譯及運行命令類(lèi)似于Visual Ctf等高級語(yǔ)言的調試時(shí)候的命令。 (1)Simulate(仿真)。 裝載設計單元。 (2)Simulation Options(仿真選項)。 設置仿真選項。 (3)Run(運行)。 · Run ***ns：在該仿真時(shí)間長(cháng)度內進(jìn)行仿真。若要改變長(cháng)度，可在Simulation Options中設置或在工具欄中修改。 · Run-All(運行所有仿真)：進(jìn)行仿真，直到用戶(hù)停止它。 · Continue(繼續)：繼續仿真。 · Run-Next(運行到下一事件)：運行到下一個(gè)事件發(fā)生為止。 · Step(單步)：?jiǎn)尾椒抡妗?br /> · Step-Over：仿真至子程序結束。 · Restart：重新開(kāi)始仿真，重新加載設計模塊，并初始化仿真時(shí)間為零。 (4)Break(停止)。 停止當前的仿真。 (5)End Simulation(結束仿真)。 結束當前仿真。 6.“Tools”菜單 (1)Waveform Compare(波形比較)。 在子菜單中有具體進(jìn)行波形比較的命令。 (2)Coverage(覆蓋率)。 測試仿真的代碼覆蓋率，所謂代碼覆蓋率是指仿真運行到當前已運行的代碼占所有代碼的比例，當然是越接近100%越好。 (3)Breakpoints(斷點(diǎn)設置)。 單擊此選項出現斷點(diǎn)設置對話(huà)框，設置斷點(diǎn)。 (4)Execute Macro(執行宏文件)。 所謂的宏文件就是保存后的腳本，腳本保存起來(lái)，以后可以利用該命令來(lái)重新執行。 (5)Options(選項)。 · Transcript File：設置腳本文件的保存。 · Command History：命令歷史。 · Save File：保存腳本文件。 · Saved Lines：限制腳本文件的行數。 · Line Prefix：設置每一行的初始前綴。 · Update Rate：設置狀態(tài)條的刷新頻率。 · ModelSim Prompt：改變ModelSim的命令提示符。 · VSIM Prompt： 改變VSIM的命令提示符。 · Paused Prompt： 改變Paused的命令提示符。 · HTML Viewer：設置打開(kāi)在線(xiàn)幫助的文件。 (6)Edit Preferences(編輯參數選取)。 設置編輯參數。 (7)Save Preferences(保存參數選取)。 設置保存用的參數。 7.“Window”菜單 (1)Initial Layout(初始化版面)。 恢復所有窗口到初始時(shí)的大小和位置。 (2)Cascade(層疊)。 使所有打開(kāi)的窗口層疊。 (3)Tile Horizontally(水平平鋪)。 水平分隔屏幕，顯示所有打開(kāi)的窗口。 (4)Tile Vertically(垂直平鋪)。 垂直分隔屏幕，顯示所有打開(kāi)的窗口。 (5)Layout Style(版面格式)。 · Default(默認格式)：與Initial Layout格式相同。 · Classic(經(jīng)典格式)：采樣低于5.5版本的格式。 · Cascade：與Cascade格式相同。 · Horizontally：與Tile Horizontally格式相同。 · Vertically：與Tile Vertically格式相同。 (6)Icon Children。 除了主窗口之外的其他窗口縮為圖標。 (7)Icon All。 將所有窗口縮為圖標。 (8)Deacon All。 將所有縮為圖標的窗口還原。 8.“Help”窗口 (1)About ModelSim。 顯示ModelSim的版本、版權等信息。 (2)Release Notes。 顯示ModelSim的版本發(fā)布信息。 (3)Welcome Menu。 顯示歡迎畫(huà)面。 (4)PDF Documentation。 在子菜單中可以選擇ModelSim的PDF文檔。 SE HTML Documentation：ModelSim的超文本文檔。 (5)Tcl Help：Tcl幫助文檔。 Tcl是Tools Command Language的縮寫(xiě)，它是一種可擴充的命令解釋語(yǔ)言，具有與C語(yǔ)言的接口和命令的能力，應用非常廣泛，這方面也有專(zhuān)門(mén)的書(shū)籍。 (6)Tcl Man Pages：Tcl主頁(yè)面。 (7)Technotes：技術(shù)文檔。 7.2.3 工具欄 ModelSim的工具欄如圖7.4所示。從左到右依次為：打開(kāi)、復制、粘貼、編譯選定、編譯全部、仿真、停止仿真、重新開(kāi)始仿真、仿真步長(cháng)、運行一步、繼續運行、運行所有、單步執行、主程序的單步執行。 圖7.4 7.2.4 工作區 由圖7.3可以看到，在用戶(hù)使用界面里面工作區占有的面積最大，工作區初始可以分為左右兩部分：左邊是文件或者工程列表，右邊是相應的文件的顯示區。 7.2.5 狀態(tài)欄 ModelSim的狀態(tài)條如圖7.5所示，其中左面為當前工程的名稱(chēng)，右面為與當前仿真相關(guān)的一些系數，如仿真時(shí)間和仿真變量等。 圖7.5 狀態(tài)欄 |
