Lattice Diamond与modelsim联合仿真环境设置

Posted 2020-10-27 ESP32，IoT，开源硬件 - 小羊实验室

http://blog.csdn.net/pianbing/article/details/71565034 

也可参考这里：http://www.cnblogs.com/fhyfhy/p/5557855.html

lattice 与 modelsim 仿真 笔记

Lattice FPGA开发环境在仿真时可以使用modelsim，相比于Diamond自带的Active-HDL仿真工具，具有更好的交互性以及更便捷的可操作性。与其他FPGA的开发环境一样，需要设置联合仿真环境。

本文使用的环境为：Diamond 3.9 modelsim se 10.0c。具体安装步骤请参考相关文档，modelsim在安装后需要配置好环境变量。 
其中modelsim se 10.0c版本相对较低，请参考本文的设计者选择更高版本。

主要分成以下几个步骤：

• 建立仿真库
• 编译库
• 建立Diamond关联modelsim
• 仿真

step1 . 建立仿真库 
在使用modelsim的时候，经常需要建立不同厂商的仿真库，例如Xilinx，Altera，Lattice等，推荐在modelsim安装根目录下新建对应厂商仿真库文件夹。以Lattice为例，在X:\\modeltech_10.0c下建立文件夹Lattice.

step2 . 去掉modelsim安装根目录下modelsim.ini的只读属性，以方便在编译库的时候自动添加仿真库信息。

step3 . 设置仿真库存放的路径。打开modelsim，File >> change directory，选择在第1步新建的文件夹“Lattice”,如下图所示： 

step4 . 根据实际开发的Lattice Device的Family来确定需要编译的库，然后在modelsim中输入对应的库的名称。例如在本文中使用的器件为ECP3系列器件，在modelsim中选择File >> New >> Library中的Library Name中输入ECP3 
 
输入完成后，ECP3库变成如下形态(empty) 

step5 . 选中空库(ECP3(empty))，在modelsim的菜单栏中选择Compile >> Compile，出现如下对话框，注意在Library中选择刚才新建的库(ECP3)，在“查找范围”中，选择Lattice对应Family的器件需要编译的文件，在编译的时候一般需要编译两个文件夹下的子文件，在本例中一个为ecp3文件夹下的所有文件，另一个为pmi文件夹下的所有文件。在编译以前，一定要确认需要仿真的顶层文件是verilog还是VHDL。如果是verilog文件，那么需要编译的库文件的路径为：X:\\lscc\\diamond\\3.9\\cae_library\\simulation\\verilog 
若顶层仿真文件为VHDL，那么路径为：C:\\lscc\\diamond\\3.9\\cae_library\\simulation\\vhdl 
在这两个文件夹下，分别有ecp3和pmi文件。pmi文件夹中的文件，主要为一些ip core的仿真库。 
另外，如果选择其他family的device，在编译的时候，最好即编译family仿真库文件，也编译pmi文件。例如如果选择的时machxo2 family device，在编译的时候，既编译上面两个路径下的machxo2，也需要编译pmi。以防止出现不可预测的错误。 

step6 . 选择ecp3下的所有文件，点击Compile. 
 
查看modelsim最下方的Transcript信息中，当编译无错后，选择编译pmi中的所有文件 
 
编译完成，在Transcript中没有错误出现后。点击Done，退出Modelsim.

step7 . 打开modelsim.ini文件(推荐使用UE打开)，在[Library]部分的最后，[vcom]的上方，会发现有一行：ECP3 = ECP3，修改这一行为：ECP3 = X:\\modeltech_10.0c\\Lattice\\ECP3，其功能为指定仿真库的路径。修改完成后保存退出，并添加modelsim.ini的只读属性，防止错误修改。

打开modelsim后，查看仿真库的状态，如下状态为正常。 

至此，modelsim部分的设置就已经全部完成。接下来需要设置Diamond。

step8 . 在Diamond中选择 Tools > Options > Environment > Directories，在Simulation的Modelsim/QuestaSim选择modelsim的安装路径：X:/modeltech_10.0c/win32

step9 . Diamond中的File List中的Input Files，右键选择Add > New File > Verilog Files.在新建的verilog中编写testbench. 在我的工程中，需要仿真的文件名称为start_up.v，所以新建的testbench文件名称取为start_up_tb.v.

step10 . 在Diamond的菜单栏中选择Tools > Simulation Wizard. 输入仿真工程名以及路径，选择仿真工具Modelsim.在点击Finish后会自动启动modelsim，并跳转到project栏，出现如下画面： 
 
编译全部文件，在这个过程中如果出错，请修改。 
在modelsim的菜单栏中选择Simulate > Start Simulate 
在Libraries中选择需要添加的仿真库，这个仿真库必须与所选用的器件是同一Family的，并点击OK 

然后再点击Design选项卡，选择work中的start_up_tb.v文件，点击OK，开始仿真。 

step11 . 需要查看的信号添加到wave窗口。退出仿真工程的时候，可以在Transcript中输入quit -sim退出。

注意，在编写testbench的时候需要添加一下两段代码：

• GSR GSR_INST(.GSR(1\'b1));
• PUR PUR_INST(.PUR(1\'b1));

• 1
• 2

这是因为有些LATTICE 的 FIFO_DC IP核这个IP核的子模块中使用了DIAMOND的全局GSR_INST 变量 ，其实还有一个PUR_INST变量。这时由于仿真不具有这个全局变量 我们就在顶层文件的模块中添加上面两段代码。