ISE_Simulator学习记录

Posted 2020-08-09 leyou

ISE Simulator 概述

使用ISim主要实现两个功能（要用CompXlib预编译芯片仿真库文件）：1、创建VHDL或Verilog图形测试向量  2、使用硬件描述语言仿真器实现VHDL/ Verilog/混合设计的功能和时序仿真

设计特征、接口和流程

• 支持的语言和标准

Language	Support
VHDL	IEEE-STD-1076-2000
Verilog	IEEE-STD-1364-2001
SDF	Xilinx’s NetGen generated SDF Files
VITAL	VITAL-2000
Mixed VHDL/Verilog	Yes
VHDL FLI/VHPI	No
Verilog PLI	No
System Verilog	No

• 特征支持

Feature	Support
Incremental Compilation	Yes
Source Code Debugging	Yes
SDF Annotation	Yes
VCD Generation	Yes
Hard IP - MGT, PPC, PCIE, etc	Yes

• 新手教程：Help > Tutorials > ISE Quick Start
• 激励加载图形化表示：

     

• 仿真信号波形变化视图（可改变数据显示类型）：

     

• 波形观察窗口：通过加载.xwv仿真结果记录文件实现波形的组合和显示等操作
• 层次化连接端口显示；实例化元件窗口；逻辑部件窗口；仿真控制窗口（仿真信息查看并进行tcl命令的仿真控制和运行）
• ISE仿真工具快捷键

• 常用快捷键

Shortcut Key	Function
F5	Refresh
F6	Zoom Full View
F7	Zoom Out
F8	Zoom In
F9	Zoom to Box
Ctrl+Shift+Left Mouse Button	Mouse Drag Zoom

Key Sequence	Test Bench Waveform Menu Command
Alt+T, E	Set End of Test Bench
Alt+T, R	Rescale Timing
Alt+T, S	Set "Result File" Name
Alt+T, V	Goto Previous Transition
Alt+T, X	Goto Next Transition
Alt+T, I	Goto Time
Alt+T, G	Goto Marker menu
Alt+T, F	Find Signal
Alt+T, M	Marker Menu
Alt+T, Z	Zoom Menu
Alt+T, C	Close Windows

Key Sequence	Simulation Menu Command
Alt+U, R	Restart
Alt+U, S	Stop
Alt+U, T	Step
Alt+U, A	Run All
Alt+U, U	Run For Specified Time
Alt+U, V	Goto Previous Transition
Alt+U, X	Goto Next Transition
Alt+U, I	Goto Time
Alt+U, G	Goto Marker menu
Alt+U, F	Find Signal
Alt+U, M	Marker Menu
Alt+U, Z	Zoom Menu
Alt+U, E	End Simulation

ISim仿真流程

ISim可以实现GUI/命令行形式的行为级仿真，其仿真流程如下框图所示

测试向量波形生成编辑器

可在不使用HDL或其它脚本语言的情况下，利用TBW指定测试激励的值和长度。同时可以随时利用命令View Generated Test Bench as HDL process将波形激励转化成HDL语言形式。在窗口可进行端口的重命名、添加和删除等操作。

• 创建测试激励波形（Project > New Source、Test Bench Waveform类、完成设置）
• 初始化时间和时钟（在向导框内指定时间单元、选择GSR/PRLD文件并指定步长，xilinx强烈建议保留默认的100ns，以保持同GSR/PRLD周期的一致性）
• 添加异步时钟支持（选中向导框右下角Add Asynchronous Signal Support，指定各信号对应的控制时钟）
• 指定时钟类型（Single Clock, Multiple Clocks, or Combinatorial (or internal clock)）
• 使用标记线提取特定时间的波形值（时间标记线；事件间的动作标记和时间差显示）
• 测试终止时间修改（Test Bench > Set End of Test Bench）
• 选择部分信号集，可右键修改显示Long Name or Short Name
• 拖拽添加/移动/删除信号；增删信号分频器；改数显格式；Test Bench > Go To Next/Previous Transition or Simulation > Go To Next/Previous Transition进行标记线单周期移动；查找信号/资源；利用HDL修改信号参数
• Test Bench > Set "Result File" Name重命名结果文件
• Waveform Color preference settings修改波形显示颜色
• 修改时间尺度和打印波形文件操作

设计仿真

创建波形仿真文件/HDL仿真文件/加载已有文件->利用菜单/快捷键/tcl命令运行仿真（可设置断点）；使用DO文件仿真->步进仿真->停止仿真->保存仿真结果

仿真波形查看和分析

• 显示信号值（ASCII, binary, decimal (signed or unsigned) or hexadecimal）：鼠标点击某时间点、使用 go to time 命令、导向时间标签、用 go to next/previous transition
• 标记线Marker：横切波形的垂直线，包含时间标记线（依据时间放置）和动作标记线（由顶部的蓝色水平线连接的两个灰色/蓝色垂直线，放置于特定位置）
• Test Bench > Go to Time或Simulation > Go to Time
• 信号长短名切换、增删信号、添加信号分频器
• 组团：通过信号的选择和右键实现添加、删除操作

使用仿真控制窗口和设计调试

• 在控制窗口查看相关错误、警告和关键信息
• 输入仿真命令
• 调试主要通过控制代码在可能出错的地方暂停和数批处理据分析（逐行前进、设置断点）

仿真命令

批处理命令

HDL语言支持、第三方命令仿效

由于命令的种类多，参数和使用复杂，这里从略。。。

推荐学习

       文档程序：Xilinx ISE Help/Software Help/ISE Simulator (ISim) Help