FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真驗(yàn)證之： ModelSim仿真工具簡(jiǎn)介

　　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(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)。

　　無(wú)論從友好的使用界面和調(diào)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(nèi)核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器，是做FPGA/ASIC設(shè)計(jì)的RTL級(jí)和門(mén)級(jí)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(nèi)核仿真技術(shù)，具有仿真速度快，編譯代碼與仿真平臺(tái)無(wú)關(guān)，便于IP核保護(hù)和加快程序錯(cuò)誤定位等優(yōu)點(diǎn)。

　　Modelsim最大的特點(diǎn)是其強(qiáng)大的調(diào)試功能。

　　· 先進(jìn)的數(shù)據(jù)流窗口，可以迅速追蹤到產(chǎn)生錯(cuò)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(cè)確保測(cè)試的完備。

　　· 多種模式的波形比較功能。

　　· 先進(jìn)的Signal Spy功能，可以方便地訪問(wèn)VHDL、Verilog或者兩者混合設(shè)計(jì)中的底層信號(hào)。

　　· 支持加密IP。

　　· 可以實(shí)現(xiàn)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的用戶界面和一般的Windows窗口相似，由上到下依次為：標(biāo)題欄、菜單欄，工具欄，工作區(qū)和狀態(tài)欄。

　　圖7.3 Modelsim界面

　　7.2.1 標(biāo)題欄

　　標(biāo)題欄位于整個(gè)用戶界面的最上方，標(biāo)題欄的左邊顯示當(dāng)前程序的名稱，右邊用來(lái)控制用戶界面的大小，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(xiàng)，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(duì)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(dǎo)入)、Save(保存)、Delete(刪除)、Change Directory(更改路徑)、Transcript(對(duì)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(xiàn)一個(gè)子菜單，共包含4個(gè)選項(xiàng)。

　　· 單擊“Folder”(新建文件夾)后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示輸入新建的文件夾的名字，即可在當(dāng)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(xiàn)源文件類型的選項(xiàng)(VHDL、Verilog、Other)，單擊可分別新建對(duì)應(yīng)格式的源文件。

　　· 單擊“Project”(新建工程)后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示在“Project Name”處輸入新建工程的名稱，在“Project Location”處指定新建工程的存放路徑。在“Default Library Name”處指明默認(rèn)的設(shè)計(jì)庫(kù)的名稱，用戶設(shè)計(jì)的文件將編譯到該庫(kù)中。

　　· 單擊“Library”(新建一個(gè)庫(kù))后，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，提示選擇“Create a New library and a logical mapping to it”(新建一個(gè)庫(kù)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(kù)的映像)。在“Library name”處輸入新建庫(kù)的名稱，在“Library physical name”處輸入存放庫(kù)的文件名稱。

　　(2)Open(打開(kāi)文件)。

　　單擊會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)子菜單選擇關(guān)閉Project(工程)或Dataset(仿真數(shù)據(jù)文件)。

　　(4)Import(導(dǎo)入)。

　　導(dǎo)入新的庫(kù)。在進(jìn)行某些仿真時(shí)需要的一些仿真庫(kù)可以通過(guò)該方法導(dǎo)入，根據(jù)提示指定仿真庫(kù)的路徑及目標(biāo)庫(kù)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(shè)置信息

　　(5)Save(保存)。

　　保存當(dāng)前仿真數(shù)據(jù)。

　　(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(dāng)前工作路徑，ModelSim使用的是絕對(duì)路徑，而不是相對(duì)路徑。這與ISE不同。在ISE中，用戶可以將設(shè)計(jì)的整個(gè)目錄復(fù)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(fù)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(shè)置新的路徑。

　　(8)Transcript(腳本)。

　　單擊會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)子菜單，可選擇操作File(添加文件到當(dāng)前工程)、Simulation Configuration(添加設(shè)定的仿真配置)或Folder(添加文件夾)。