do文件的编写（转）

Posted 2021-01-24 limanjihe

以前在使用ModelSim进行仿真的时候，一直是使用其GUI进行操作的，但是这样很繁琐也很费时。故希望学习其自动化仿真do文件，下面是学习的一些总结。

一、编写基本的do文件

下面按照实际仿真的步骤来说明do文件中需要用到的各个tcl命令。

1、quit -sim —- 退出原来的仿真工程；

2、cd —- 设置工作目录的路径，就是仿真工程路径；

3、vlib work —- 在工作目录下建立一个work目录，请注意不要用操作系统直接新建一个work的文件夹，因为用操作系统建立的work文件夹并没有modelsim SE自动生成的_info文件。还有个问题是，当你的软件工程里需要用到软核时，可能会需要一些库，但这些库ISE软件中是没有的，此时就需要我们自己新建库了，并映射到当前目录下。我们将自己新建的库一般放在work库前面建立；

4、vmap work /vmap work work —- 将新建的work库映射到当前工作目录下（当前目录就是第一步中的目录了），其他新建的库也要这样的方法映射。此处需要注意的事逻辑库名与物理库名最好保持一致，后面的work为物理的库目录，即上一步的目录；

5、vlog +acc –work work “file_path/*.v” —- 编译“file_path”目录下所有.v文件，并将其添加进工作库（work）中，包括IP生成的V文件也要编译的。编译时可以分开单独编译，但是一定要注意顺序，先编译被调用的文件。其中的“-work work”是将后面的源文件编译到哪个库中，如果是编译到默认的work库中，则也可以不写该参数。若只想编译其中某些文件，则可以直接写出这些文件的名字，比如下面两种写法等效：

vlog div.v div_tb.v 
vlog -work work div.v div_tb.v

若是要编译基本器件库，可参照下面的例子：

vlib verilog_libs/altera_ver 
vmap altera_ver ./verilog_libs/altera_ver 
vlog -vlog01compat -work altera_ver {d:/quartus9.0/quartus/eda/sim_lib/altera_primitives.v 
vlog后面的两个参数“-vlog01compat”、“-work”是固定的。其中“-work”是必须保留的，“-vlog01compat”则在源文件为verilog文件时可以保留，如果为VHDL文件则不能使用该参数。需要注意的一点是该工程目录下的“verilog_libs”库文件夹需要手动建立，否则运行会出现错误。 
需要编译的文件有两种：源代码文件、库文件。对于库文件的编译可以有两种处理方式： 
1、将这些库文件与源代码文件一起编译到work库中，这样比较方便省事； 
2、将库文件单独编译到一个库中，在运行的时候需要通过参数设置来将库选择上。由于第一种方式较为简单，后面将采用第二种方式。 
当某一路径会经常用到时，可以通过设置一个路径变量来存储该路径，示例如下： 
set LIBPATH c:/altera/11.0/quartus/eda/sim_lib/ 
vlib sim_lib 
vmap sim_lib sim_lib 
vlog -work sim_lib LIBPATH/alteramf.vvlog?worksimlibLIBPATH/alteramf.vvlog?worksimlibLIBPATH/altera_primitives.v 
vlog命令负责编译verilog文件，如果是VHDL文件，则需要将vlog命令换成vcom命令。 
在该命令中，如果想要include某个文件，则可以通过vlog的incdir选项来实现，比如： 
vlog +incdir+d:/work

6、vsim -novopt -quiet -c -L altera_ver -L E:/modeltech_6.6a/Xilinx_lib_edk/unimacro_ver -lib work div -t 1ns -do “run 2084655ns” —- 启动仿真命令，该命令可以有许多参数。

参数“-L altera_ver”是添加仿真库，该处是直接使用逻辑库名称，也可以像后面一样使用物理库的名称及路径；若是库与源文件一起编译到work库中的，则不需要该参数； 
参数“-t 1ns”表示仿真时间单位为1ns； 
参数“-novopt”禁止优化（no vopt），可能会因为vopt的缘故使得一些不重要signal被modelsim自动忽略，一般会保留该参数； 
参数“-do”表示运行时间，该参数一般不用，在后面再运行该命令； 
参数“-c”表示进入命令行模式，如果没有该参数，则表示进行GUI模式。 
默认工作库为work，因而下面几种写法等效： 
vsim div_tb 
vsim -lib work div_tb 
vsim work.div_tb 
sim -L D:/Modelsim/Installfiles/altera/altera_mf work.videoin_tb

7、view signals source wave —- 打开signal、source、wave窗口，也可以只打开wave窗口；

8、delete wave * —- 删除原来wave窗口中的波形；

9、add wave -binary clk rst —- 打添加要观察的波形信号，clk、rst为tb的顶层信号名，若要添加内部信号则要给出路径，-binary表示使用二进制显示；

添加一个模块的所有信号则可以用下面的方式： 
add wave -dec sim:/div_tb/* 
若只是要添加单个信号，则把“*”换成对应的信号即可，比如： 
add wave -unsigned sim:/div_tb/clk 
在wave窗口中，可以对波形进行相关配置，下面是常用的配置命令： 
WaveRestoreCursors {{Cursors 1} {200ns} 0} {{Cursors 2} {400ns} 0} 
configure wave -rowmargin 4 
configure wave -childrowmargin 2 
configure wave -namecolwidth 150 
configure wave -valuecolwidth 100 
configure wave -signalnamewidth 0 
configure wave -justifyvalue left 
configure wave -snapdistance 10 
configure wave -datasetprefix 0 
configure wave -gridoffset 0 
configure wave -gridperiod 1 
configure wave -griddelta 40 
configure wave -timeline 0 
update 
WaveRestoreZoom {0 ns} {1000 ns} 
如果所有信号均采用同一种方式显示，则可以用如下方式设置，就不必要在每次添加信号时设置显示参数： 
radix -hex

10、run 5000/run @5000 —- 开始运行仿真程序；

没有“@”则表示在当前时刻继续运行5000个单位时间； 
有“@”则表示运行到5000这个时刻，如果当前程序仿真已经运行到了5000以后的时刻，则该方法不会继续向后运行，而会弹出一个错误信息，提示当前仿真时刻已经超过了该数值。 
run -all则表示一直运行，直到手动停止。 
在5000后面也可以跟上一个单位，不跟单位时则以仿真的最小单位为基准。

11、quit -f/quit -sim —- 参数为“f”时则结束ModelSim，参数为“sim”时则结束该仿真进程。

下图是我写的一个do文件的截图，能够正确运行。 

这里只是编写了基本的do文件，需要在ModelSIm的Transcipts窗口输入相应的命令才可以执行。 
1、cd filepath —-进入do文件所在的目录； 
2、do filename.do —-执行do文件，开始仿真。

二、进行优化

还可以对上面的流程进行优化，真正达到自动仿真，使得仿真更有效率。 
1、批处理bat文件 —- 直接运行该文件即可启动仿真，而不需要首先进入ModelSim启动do文件；该方法还未实验成功。 
2、单独的文件存储文件路径 —-当有多个不同的文件路径时，为使do文件更加简洁，可以将所有路径存储在一个文件中。该方法也未实验成功。 
我是按照Modelsim中常用的Tcl命令中的方法实验的，以后有时间再来看看怎么弄这个。 
三、交互式命令 
通过在主窗口的命令窗口输入命令来实现，具有更好的调试和交互功能，提供多种指令，既可以是单步指令，也可以构成批处理文件，用来控制编辑、编译和仿真流程。 
1、force-repeat 
指令格式：force 开始时间开始电平值，结束电平值忽略时间（即0电平保持时间） -repeat 周期 
force clk 0 0,1 30 -repeat 100 表示强制clk从0时间单元开始，起始电平为0，结束电平为1，0电平保持时间为30个默认时间单元，周期为100个默认时间单元，占空比为70%。 
指令功能：每隔一段的周期重复一定的force命令，用来产生时钟信号，也可用来产生周期的输入信号，如01010101,00110011等。 
2、force 
指令格式：force item_name value time,value time；item_name为端口信号或内部信号，支持通配符号，但只能匹配一个；value不能默认，time，可选项，支持时间单元； force din 16#40900000 从当前时刻起给din赋值16进制40900000； force bus 16#F @100ns 在100ns时刻给bus赋值16进制F； force clr 1 100 经历100个默认时间单元延迟后为clr赋值1； 
force clr 1,0 100 表示clr赋值1后，经历100个默认时间单元延迟后为clr赋值为0。 
3、run 
指令格式：run timestepstime_unit,timesteps时间步长，time_unit时间单元，可以是fs、ps、ns、us、ms、sec； 
指令功能：运行（仿真）并指定时间及单元； 
run 100，表示运行100个默认时间单元； 
run 2500ns，表示运行2500ns； 
run -all，表示运行全过程； 
run -continue，表示继续运行。 
4、force-cancel 
指令格式:force-cancel period 
指令功能：执行period周期时间后取消force命令； 
force clk 0 0,1 30 -repeat 60-cancel 1000，表示强制clk从0时刻开始，直到1000个时间单元结束。 
5、view 
指令格式:view 窗口名 
指令功能：打开Modelsim的窗口 
view souce，打开源代码窗口； 
view wave，打开波形窗口； 
view list，打开列表窗口； 
view varibles，打开变量窗口； 
view signals，打开信号窗口； 
view all，打开所有窗口。