Modelsim的功能仿真和时序仿真

这种方法相当于DOS 的批处理。它把所有的命令保存为以do 为后缀名的文件中，称为宏文件。执行仿真时只要选择菜单Marco → ExecuteMarco，然后选择相应的宏文件执行即可，或者在命令行中输入do宏文件名>。执行仿真的结果如图2 所示。

（3）测试文件法

上述两种方法只适合验证数据量小的程序，对程序进行简单验证，如果要验证的数据量较大，

上述两种方法就比较麻烦，现在被广泛采用的是测试文件法。这种方法其实是要设计者自己编写测试文件，把要验证的程序当成测试程序的一个模块，在测试文件中对要验证的程序加载激励。以下就是针对上面加发器的测试文件：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all

use ieee.std_logic_signed.all

entity tb is

end tb

architecture a_tb of tb is

component Add

port(D1 : in std_logic_vector(7 downto 0);

D2 : in std_logic_vector(7 downto 0);

D0 : out std_logic_vector(7 downto 0);

CE : in std_logic;

Clk: in std_logic);

end component;

signal D1 : std_logic_vector(7 downto 0) :=(other => ‘1’);

signal D2 : std_logic_vector(7 downto 0) :=(other => ‘1’);

signal D0 : std_logic_vector(7 downto 0) :=(other => ‘0’);

signal CE : std_logic := ’0’;

signal Clk : std_logic

begin

dut : Add

port map(D1 => D1，

D2 => D2，

D0 => D0，

CE => CE，

Clk => Clk);

Clk = not Clk after 25 ns;

process

begin

wait until Clk = ‘1’ and Clk’event;

D1 = D1+1;

D2 = D2+2;

end process;

end a_tb;

用这个测试文件产生的仿真波形如图3 所示：

这种方法可以仿真大量的数据，对程序进行比较全面的仿真。

（4）textio 法

方法（3）产生的激励数据一般很有规律，也容易分析，但同时也可能造成某些情况无法检测到。所以做仿真时若希望验证一些没有规律的数据，则可以用 textio 方法实现。实际上它的输入激励是存储在dat 文件中的，在测试文件中读入这些数据，如果用VHDL 编写程序，需要textio 库和VHDL93 标准的支持，限于篇幅这里就不详细介绍，详情请参见有关文献。

用ModelSim 进行时序仿真 　

时序仿真是FPGA 设计的重要步骤之一，它通常是在做完布局布线后进行，仿真中包含布局布线产生的延时信息。时序仿真的方法和步骤和功能仿真基本相同，但有两点需要注意：一是一般布局布线后生成的网表并不包含timing 数据，会用一个SDF（Standard Delay Format）文件来存储timing数据，它通常是由布局布线工具产生，在做时序仿真时要用到。上面启动仿真器加载时不仅要加载布局布线后生成的源文件，还要加载SDF 文件。二是在用ModelSim SE 版本时，由于不包含特定厂商的库文件，而在做时序仿真时恰恰与特定的器件相关，要用到这些库，为了提高仿真速度，通常需要提前编译这些库，而且不同厂商编译库的方法不尽相同，本文以编译Xilnx 公司的库为例，介绍编译库的方法。

这种方法是通过在Xilinx 的网站上下载的xilinx_lib_4.tcl 脚本进行的，选择菜单中的执行宏或者在命令行中输入source xilinx_lib_4.tcl，会弹出图4 所示的对话框，在选择所要编译的语言后，Xilinx Software Version、编译的库、Xilinx 路径和Modelsim 路径后就可以进行库的编译了。其中较重要的是simprim（做时序仿真时用）和Xilinxcorelib（在进行Xilinx core 的电路仿真时用），这些库还有对应的Verilog 版本。在进行库编译之前，最好把ModelSim 安装目录下的modelsim.ini 文件的只读属性去掉，这样可以把编译后的库信息加到该文件中，具体信息如下：

simprim = C:/Modeltech_5.5b/simprim

simprims_ver = C:/Modeltech_5.5b/simprims_ver

xilinxcorelib = C:/ Modeltech_5.5b/xilinxcorelib

xilinxcorelib_ver = C:/

Modeltech_5.5b/xilinxcorelib_ver

结束语 　

通过对FPGA 设计中功能仿真和时序仿真的详细介绍，有助于熟练应用ModelSim 进行一系列仿真，同时也抛砖引玉地引导读者在实际中发现和应用ModelSim 的调试程序、比较波形等其他功能。