基于Modelsim FLI接口的FPGA仿真技術(shù)

　　3.編寫初始化函數(shù)

　　初始化函數(shù)的定義為：

　　init_func(mtiRegionIdT region, char *param, mtiInteRFaceListT*generics, mtiInterfaceListT *ports)

　　各參數(shù)的含義可以參閱 modelsim的用戶手冊。

　　下面結(jié)合上面給出的初始化函數(shù)要完成的任務(wù)來詳細(xì)說明。

　　a.初始化全局變量(略)

　　b.設(shè)置 VHDL 輸入輸出信號與 C 程序變量的對應(yīng)關(guān)系。這是通過調(diào)用 mti_FindPort 函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。mti_FindPort 函數(shù)定義為：

　　mtiSignalIdT mti_FindPort(mtiInterfaceListT *list, char *name);

　　例如，定義輸入輸出信號對應(yīng)的結(jié)構(gòu)為ip:PortStruct ip;

　　就可以用：ip.in1 = mti_FindPort(ports, “in1”);來實(shí)現(xiàn)輸入信號in1與變量in1的對應(yīng)關(guān)系。

　　對輸出信號來說，它的目的是產(chǎn)生驅(qū)動，因此，這些變量(out1和out2)除了要找到對應(yīng)的輸出信號外，還要驅(qū)動這些信號。對信號的驅(qū)動可以通過調(diào)用　　mti_CreateDriver函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。該函數(shù)的定義為：mtiDriverIdT 　　mti_CreateDriver(mtiSignalIdT sig);

　　由于這些變量一般只用于對外驅(qū)動，因此可以簡單寫成下面的形式：

　　ip.out1 = mti_CreateDriver(mti_FindPort(ports, “out1”));

　　c.調(diào)用mti_ScheduleDriver函數(shù)，設(shè)置輸出信號的初始狀態(tài)?！　ti_ScheduleDriver函數(shù)的

　　定義為：void mti_ScheduleDriver(mtiDriverIdT driver, long value, 　　mtiDelayT delay, mtiDriverModeT mode);

　　其中driver是輸出信號對應(yīng)的變量名，如我們這里的ip.out1和ip.out2;value是要設(shè)置(驅(qū)動)的值，如高電平(‘1’，對應(yīng)value為3)、低電平(‘0’，對應(yīng)value為2)、高阻(‘Z’，對應(yīng)value為4)、未賦值(‘U’，對應(yīng)value為0)等等;delay是從當(dāng)前時(shí)間開始到把信號驅(qū)動成給定值(value)的等待時(shí)間，單位與仿真器當(dāng)前使用的最小時(shí)間單位相同;mode為信號模式，有兩個(gè)值可供 3選擇：MTI_INERTIAL或者是MTI_TRANSPORT，分別對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)VHDL語言的INERTIAL和TRANSPORT。例如，我們設(shè)置信號out1的初始狀態(tài)為低電平：mti_ScheduleDriver(ip.out1, 2, 0, MTI_INERTIAL);

　　d.設(shè)置在仿真器重新仿真(運(yùn)行命令restart)或退出仿真(運(yùn)行命令quit –sim)等情況下調(diào)用的函數(shù)。這一部分主要是為了釋放內(nèi)存或者保存當(dāng)前狀態(tài)等。以restart為例，假設(shè)我們在程序中用malloc申請了存儲空間 buf，在仿真器“restart”時(shí)需要釋放，就可以用以下的函數(shù)調(diào)用來注冊：mti_AddRestartCB(free, buf);

　　在注冊后，當(dāng)仿真器運(yùn)行命令restart時(shí)就會調(diào)用free(buf)。

　　其他一些函數(shù)可以參照Modelsim的用戶手冊，這里不再詳述。

　　e.設(shè)置敏感表，給出在某些信號發(fā)生某些變化時(shí)(如時(shí)鐘上升沿等)執(zhí)行的函數(shù)。例如，在輸入信號in1發(fā)生變化時(shí)，要執(zhí)行函數(shù)in1_change(in1_change為用戶定義好的函數(shù))，可以這樣定義：

　　processID proc;

　　proc = mti_Cre ateProcess("P_in1change", in1_change, &ip);

　　mti_Sensitize(proc, ip.in1, MTI_EVENT);

　　也就是說，先創(chuàng)建進(jìn)程，然后設(shè)置敏感表，當(dāng)滿足敏感表的條件時(shí)，仿真器就會執(zhí)行該進(jìn)程。

　　mti_CreateProcess函數(shù)的定義為： mtiProcessIdT mti_CreateProcess(char *name, mtiVoidFuncPtrT func, void *param);

　　其中name是將要在仿真器窗口中顯示的名稱;func是要執(zhí)行的函數(shù);后面的param是要傳給func的參數(shù)。mti_Sensitize的定義為：void mti_Sensitize(mtiProcessIdT proc, mtiSignalIdT sig, mtiProcessTriggerT when);

　　其中proc為調(diào)用mti_CreateProcess的返回值;sig為信號名，即VHDL文件的輸入輸出信號對應(yīng)于C程序的變量;when可以取MTI_EVENT或者M(jìn)TI_ACTIVE兩種值。

　　3.4 C程序的編譯

　　對 Windows平臺，采用的編譯器是 Microsoft Visual C++，并用如下的命令行進(jìn)行編譯：

　　cl -c -Imodeltechinclude app.c

　　link -dll -export: app.obj modeltechwin32mtipli.lib

　　上面的是 modelsim 的安裝目錄，是 C 程序的初始化函數(shù)名，如我們給出的 sim.c 中的 sim_init。編譯之后就可以生成.dll 文件。

　　最后，仿真向量是用 C語言還是用 HDL 直接產(chǎn)生，要視設(shè)計(jì)者的應(yīng)用而定，選取最簡單的方式。在大多數(shù)情況下，用 C語言和 HDL 聯(lián)合生成測試向量會更方便些。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、《可編程邏輯系統(tǒng)的VHDL設(shè)計(jì)技術(shù)》[美]Kevin Skahill編著，朱明程孫普 譯，東南大學(xué)出版社,1998.9

　　2、“Modelsim User’s Manual”, Mentor Graphics, Modelsim幫助文件