如何搭建完善的仿真环境

verilog 仿真环境的搭建 1:项目文件的组织
时间: 2009/06/20, 22:37, 作者: 封 俊, 分类: FPGA. 已浏览：315 次 因为 ISE 内置的仿真工具功能比较弱（或者是我没有善于发掘？），所以大多数 的仿真都是交给第三方工具的，比如说 modelsim 以及 NC verilog。就我使用的 工具来说， 只有布局布线之后才是交给 ISE 来完成，之前的流程都可以有更为方 便的工具来替代。现在我所使用的仿真及调试环境主要由 vim+nlint+modelsim+debussy 构成， 使用起来还是相当方便的。 需要说明的是， 我是在 windows 下面使用这些工具的，如果 linux 下使用的话，可能可以更加强 大。 首先介绍下 project 目录下文件的组织方法。
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左侧的项目主目录
test 目录：主要用来存放子模块仿真所需文件，每个子模块目录内的结构跟 project 目录下大致相同。 syn 目录：存放综合的项目文件及其产生的文件。 sim 目录：存放 rtl 仿真所使用的 testbench。 script 目录：用来存放仿真所需要运行的脚本（主要还是批处理文件）。 rtl 目录：用来存放 rtl 代码。 planahead:用来存放 planahead 工程文件及产生的文件。 others 目录：存放一时难以归类的文件。

ise 目录：用来存放 ise 的项目文件以及产生的文件，包括布局布线所需的文件 以及可供下载的二进制 bit 文件。 doc 目录：用来存放项目所需的参考文档。 core 目录：用来存放项目所需的核相关的文件。 c 目录：用来存放 c 语言程序。 backup 目录：用来存放临时备份。 tags 文件：vim 中自动生成的 tag 索引文件。 syncToy 文件：用于 Microsoft Synctoy 工具的文件，该工具主要用来进行不同 计算机的文件同步。 parameters.v:用于存放项目所需的参数。
右侧的 script 子目录
Debussy.exeLog 与 work 目录：分别是 Debussy 与 modelsim 产生的文件。 transcript 文件：modelsim 的生成的日志文件。 deb.bat:调用 Debussy 并载入项目中的 rtl 文件。 nlint.bat:调用 nlint 进行项目中 rtl 文件的规则检查。 sim.bat:调用 modelsim 进行仿真，并在仿真结束后启动 debussy 观察波形。 sim2.bat:调用 modelsim 进行仿真，但并不启动 debussy。 sim.do:modelsim 的仿真脚本。 run.f：项目中 rtl 的文件列表。 fsdb 文件:modelsim 仿真生成的波形文件。 *.log:仿真时产生的日志文件， 再将波形文件分割为多个文件时产生。 后面会有 介绍。 bram.mif:Block Ram 核初始化所需的数据文件。 novas.rc:debussy 的配置文件。 sig.rc:在 debussy 中察看波形时选择的信号列表。

.swp:vim 编辑时产生的临时文件。 vsim.wlf:modelsim 产生的波形文件，不过这个文件一般不用。 glbl.v:仿真所使用的全局信号初始化文件。
其中,文件名加下划线标志的文件为手动生成的。 其他的文件为软件生成的文件。 这其中的部分文件，特别是 script 目录中的文件，以后会有介绍的。
将项目文件分类存档， 便于进行项目的管理，避免不同流程下的文件聚集在一个 目录下，同时也可以使误操作的损失控制在较小的范围内。 下一篇文章，将要介绍 modelsim 的配置以及仿真库的编译。
verilog 仿真环境的搭建 2: modelsim 的设置
时间: 2009/06/24, 20:43, 作者: 封 俊, 分类: FPGA. 已浏览：642 次
1.证书设置
modelsim 安装后，如果默认没有设置证书目录，那还需要手动进行设置。 在 “系统属性” “高级” “环境变量” -》 -》 中的用户变量里， 加上 LM_LICENSE_FILE 变量值，为证书所在的目录。值得一提的是，如果有其他软件也需要使用这个变 量的话，那变量值以分号分隔。以我的设置为例：
1: 变量名:LM_LICENSE_FILE 2: 变量值:D:/program/Modeltech_6.3c/LICENSE.TXT;d:/program/Synplicity/synplctyd.lic
2.仿真库的编译
xilinx 的仿真库可以用命令提示符进行编译， 也可以在 ISE 内图形界面下编译。 以 ISE10.1 为例，新建工程后，在 source 工具栏中选中器件，在 Processes 中 右击” Compile HDL Simlulation Library” 如下图所示， ， 选择” Properties?” ， 会出现设置对话框，如下下图所示。基本按默认设置就可以了，如需更改，第一 项为编译的语言选择， 第二项为编译后库的存放目录， 第三项为仿真器 （modelsim） 的存在目录。

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设置好后， 还需要更改 modelsim 安装目录下的 modelsim.ini 设置文件，指定仿 真库的目录，否则在仿真其他项目时会提示找不到仿真库。修改前去除 modelsim.ini 的只读属性，然后在[Library]项下添加类似如下的目录指定语句 （无需行号）。
1: Simprims_ver = D:/Xilinx/ise/ISE/verilog/mti_se/simprims_ver 2: unisims_ver = D:/Xilinx/ise/ISE/verilog/mti_se/unisims_ver 3: XilinxCoreLib_ver = D:/Xilinx/ise/ISE/verilog/mti_se/XilinxCoreLib_ver 4: XilinxCoreLib = D:/Xilinx/ise/ISE/vhdl/mti_se/XilinxCoreLib 5: simprim= D:/Xilinx/ise/ISE/vhdl/mti_se/simprim 6: unisim =D:/Xilinx/ise/ISE/vhdl/mti_se/unisim
3.仿真器的批处理调用
仿真未必需要使用 modelsim 的图形界面，可以使用批处理文件调用命令提示符 方式实现全自动的仿真。不需要重复的设置而且可以节省仿真时的内存占用。
sim2.bat 文件
调用 modelsim 中仿真器的批处理文件，以我项目目录中 script 目录下的 sim2.bat 为例，内容为（无需行号）：

1: d:\program\Modeltech_6.3c\win32\vsim.exe -c -do sim.do 2: exit
sim.do 文件
还需要在同一目录下建立 modelsim 仿真的脚本文件，文件为 sim.do，内容如下 （无需行号）：
1: vlib work 2: vlog -f run.f -incr 3: vsim -L xilinxcorelib_ver -L unisims_ver -lib work updater_test glbl 4: run 100us 5: quit
第一行建立一个项目库。 第二行载入仿真所需文件，-incr 参数为增量编译方式，每次运行时没有改动的 文件可以不用重新编译，节省编译时间。 第三行为仿真命令：-L 参数载入仿真库；-lib 指定项目库；updater_test 为顶 层的模块名，根据自己项目的情况更改；glbl 为全局信号模块的名字，一般不 用改。 第四行指定仿真运行时间。 第五行退出脚本。
run.f 文件
在上述的脚本中，第二行为载入项目仿真所需文件，这需要手动指定，或者利用 脚本或者批处理来生成，内容其实相当简单，就是一个文件及其路径的列表，类 似于这样（无需行号）：
1: e:/project/parameters.v 2: e:/project/rtl/counter.v 3: e:/project/rtl/updater.v 4: e:/project/rtl/updater_test.v
在仿真前就会按照顺序调入这些文件并进行编译了。 这样，modelsim 所需的设置就基本完成了，用命令行方式调用仿真器在实践中 可以方便很多，而且更利于脚本化的处理。 第三篇将介绍调试的利器 Debussy 的设置。

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verilog 仿真环境的搭建 3:Debussy 的设置
时间: 2009/07/05, 21:10, 作者: 封 俊, 分类: FPGA. 已浏览：500 次
Debussy 是 Novas 公司出品的调试工具，在 5.4V9 版之后就只发行 Linux 了，在 这里使用的是 Win32 上的最后一个版本。 在前面文章中， 已经可以调用 modelsim 进行仿真了， 要配合 Debussy 使用的话， 就需要在仿真中生成波形文件供调试。Debussy 可以使用.fsdb 文件，大小要 比.vcd 文件要小不少。
波形文件的生成
首先，将 Debussy 安装目录下 share\PLI\modelsim_pli54\WINNT 目录中的 Novas.dll 文件复制到 modelsim 安装目录下。 然后，在 modelsim.ini 的[vsim]标签下增加一行，用来在仿真时以供调用。
1: Veriuser = novas.dll
接着，在仿真的顶层模块中添加如下语句：
1: initial 2: begin 3: $fsdbDumpfile("wave_out.fsdb"); 4: $fsdbDumpvars; 5: end
这样，在仿真时就会在 script 目录生成 wave_out.fsdb 波形文件。

如果波形文件比较大的话， 打开时会占用很多内存，这时可以把波形文件分段输 出， 调试时只要载入指定时间段的波形文件就可以了，将第三行语句替换为如下 语句:
1: $fsdbAutoSwitchDumpfile(25, "test.fsdb", 150);
这条语句表示将 fsdb 文件分成每个大小为 25MB 的文件，最多输出 150 个文件。 每个文件的仿真时间范围记录在 test.log 文件中。
调用 Debussy
启动 Debussy 时，可以使用命令行方式，同时载入项目文件。结合命令行调用 Modelsim，可以写出如下的两个批处理文件。
sim.bat
1: d:/program/Modeltech_6.3c/win32/vsim.exe -c -do sim.do 2: d:/program/Novas/Debussy/bin/debussy.exe -f run.f
vsim 中的-c 参数是指定采用命令行模式，-do 则是制定采用.do 脚本模式。 debussy 的-f 参数是在 debussy 启动时就调入 run.f 中指定的文件。 sim2.bat 则是去掉了第二行，只是调用 modelsim 进行仿真。然后在已经启动的 debussy 中使用 Shift+L 快捷键重新调入波形文件就可以了。
Debussy 的使用
Debussy 有较强的单步调试的功能，我曾经尝试过，但没有能够使用的起来。现 在使用的主要是波形文件的查看以及源代码的分析。
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在如图所示的代码界面， 双击信号名就会在下面列出驱动这个信号的信号以及信 号的负载列表，如果只有一个信号驱动这个信号的话，那就会直接进行跳转，并

能通过工具栏中的按钮寻找定义信号的位置以及信号的调用位置。这样，在查看 代码时，可以很快的查看到信号的流向了。 点击工具栏中的”New Waveform”按钮，可以调出波形分析工具。用工具栏中的 打开文件按钮打开波形文件， 并利用” Signal” Get 按钮选择需要查看的信号 （或 者直接从选择对话框中拖入， 甚至可以从代码界面的源程序中直接拖入，拖得时 候是按鼠标中键，而不是左键或右键），就会显示生成的信号了。如下图所示：
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在波形界面中， 可以利用一些简单的快捷键来方便的查看波形，其中 z 和 Z 是放 大缩小，c 是改变信号的显示颜色，Shift+L 是重新载入波形。其他还有很多功 能有待探索。 Debussy 是个很强悍的工具，我用到的可能只有它的一小部分功能，如果有其他 使用经验的话，欢迎一起分享。