Modelsim的使用——复杂的仿真

Posted 2020-10-01 IC_learner

　　相对于简单的仿真，复杂的仿真是指由多个文件、甚至调用了IP核、使用tcl脚本进行的仿真。其实仿真步骤跟图形化的差不多，只不过每一步用脚本写好，然后再在软件里面run一下，主要过程就是：

　　1、准备好各种源文件（机械操作）。

　　2、修改modelsim工作路径，创建modelsim工程文件（机械操作）。

　　3、书写modelsim脚本

　　4、运行脚本，执行仿真

　　上面的步骤中，最主要的就是第三步了，书写脚本是很重要的。下面我将按照上面的步骤，联合Altera公司（已经被Intel收购）的Quartus II 进行仿真一个IP核，这个IP核是ROM核，仿真出一个正弦波形。

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①为了规范设计，我使用下面的文件管理结构：

 

        

 

②根据上面的管理目录，创建文件夹

 

 

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然后就开始仿真之旅：

1、准备好源文件

　　这一步要用到的是QII软件、matlab软件。

使用过ROM核的都知道，需要一个初始化的文件进行初始化，这里的初始化文件使用matlab和QII生成。

（1）获取ROM核的初始化文件。

　　①打开matlab之后，修改工作路径：

 双击matlab选择路径：

 

 

 

　　②创建.m脚本文件，进行编写产生初始化文件的脚本（如.mif文件）：

创建：

编写：

 

脚本文件不解释了，自己好好看一下内容吧，具体可以参考我的另一篇博文：http://www.cnblogs.com/IClearner/p/7273366.html。

保存：

，自己修改名字

　　③运行，产生.mif文件

 

得到了.mif文件

 ，

 

 

（2）QII产生IP核文件

　　①在进行产生IP核文件中，先进行转换.mif文件，也就是把.mif文件转换成.hex文件，这是因为，初始化ROM的文件有两种，也就是.mif文件和.hex文件。然而modelsim只能读取.hex文件，可是.hex文件的格式没有.mif文件那么简单，因此先产生.mif文件，再通过.hex文件进行转换。

　　拷贝.mif文件到quarturs_prj下面的ipcore_dir中：

 

　　打开QII，打开.mif文件：

 

得到：

 

另存为.hex文件：

 

选择成.hex格式，顺便想改个名也是可以的：

 

然后就得到了.hex文件：

 

 

 

　　②创建工程，生成ROM IP核。

　　创建工程忽略，直接记录生成ROM的过程（其实也可以直接生成IP核而不创建工程）：

先选verilog文件，再点...进行设置文件名/修改IP核。

 

 

这里就要注意了（注意上图），这里有altera_mf文件，这个就是进行仿真ROM核时需要的仿真文件。

 

OK，ROM IP核就生成了：

 

　　③创建，设计.v文件和测试脚本文件

 

 

 

2、修改modelsim工作路径，创建modelsim工程文件

所以的源文件都准备好了之后，就开始创建工程文件了

①这里创建工程的路径跟简单使用modelsim的操作差不多，不再详述：关闭工程，改变modelsim工作路径（工作路径选到sim文件夹里面），创建工程之后，弹出这个。

但是到这里的时候就不一样了:不添加任何的文件，直接关闭。

然后进行下面的操作（这些操作都是为了能够得到仿真波形所设置的）：

②首先，根据仿真所要的库，进行移植库文件跟.hex文件到sim目录中:

 

移植仿真需要的库到sim中的altera_lib中：

 

注：仿真需要的库如果不添加，或者modelsim读取不到，就会有警告或者错误生成，到时候就需要根据提示信息进行修改；

仿真需要的库可以在IP核.v文件中查看，也可以在设置IP核时查看，此外对于复杂的IP核，会有相应的tcl文件进行解释，查看该tcl文件就可以找到需要添加哪些库了：

 

 

 

3、书写modelsim的tcl脚本

 

上面的.do文件可以参考我的另一篇博文：http://www.cnblogs.com/IClearner/p/7273441.html，主要有三点：

　　添加设计的仿真文件、添加库文件、添加设计文件、添加IP核的.v文件

　　这一步主要就是添加源文件了，跟图形化界面差不多，也可以用图形化界面进行仿真IP核。（当文件相当多的时候，就建议用脚本了，这里用图形化还是比较方便的，毕竟只有四个文件，但是用图形化的时候，要注意那些初始化文件的位置！！；这里只是作为一个用脚本的示范）

 

4、在modelsim中进行运行.do文件

运行之后，没有错误，就出现下面的波形了;

 

进一步用模拟的形式查看一下：

 

就看到了美美的正弦波了：