文章目录

背景
1、Modelsim对Alteral器件的独立仿真
- 1.1 对Quartus 的仿真
- 1.2 对quartus 独立仿真实际案例
- 1.3 保存波形文件
2、Modelsim对ISE Xilinx器件的独立仿真
3、Modelsim对vivado Xilinx器件的独立仿真

背景

独立于三大FPGA平台进行仿真，可以加快仿真速度，所以，完全有必要掌握以下，而且，我很纳闷儿的事情是每次修改了verilog后，修改了TB后，都要重新启动modelsim，这一点也让验证仿真的过程变得十分慢，而且每次都要在modelsim中，我们才知道tb的语法是否正确，这一点也让我觉得挺烦的。所以本篇文章开始致力于解决这件头疼的事情。另外modelsim SE版本是最高级的版本，而集成在这三大器件厂商的版本都是OEM版本，SE版和OEM版在功能和性能上有较大的差别，比如，对于大家都关心的仿真速度问题，以Xilinx公司提供的OEM版本modelsim XE为例，对于代码少于40 000行的设计，SE要快10倍，而超过40 000行的设计，modelsim SE要快40倍。此外，SE还支持linux平台。

1、Modelsim对Alteral器件的独立仿真

后仿真又称之为时序仿真，是利用SDF文件对原有设计进行时序标注。后仿真从一定程度上可以反映设计的时序性能，modelsim本身并不能生成后仿真需要的SDF文件，但是由于Modelsim对多数FPGA厂商的支持，使其可以利用其它FPGA工具生成的SDF文件进行时序仿真。

1.1 对Quartus 的仿真

工具：modelsim SE-64 10.4 Quartus 13.1
当我们成功编译完verilog程序后，不用再simulation 设置里面匹配 tb 文件，此时，就可以把Quartus软件关闭了，接下来转为使用modelsim。
启动modelsim ，编译对应器件的库文件。也就是说，modelsim中需要有Alteral的器件库文件，这样才能调用这些器件库文件。为此，为了一劳永逸，我们需要在我们的modelsim中添加Alteral的器件库，然后编译进modelsim中。以下文本经过我多次检测，走了不少弯路，倒腾了很久。

建立库

新建一个名字为ALT的库，当然上图不是空的，这是我成功后的图片。

新建空文件

在modelsim中，在默认路径下面建立库，此时库里面是空的。然后在modelsim的安装路径中新建一个空文件。

编译入库
只有通过编译，我们才能添加到库中，我们把目录切换到上述图片的路径下面，然后点击编译

注意选择编译到的库，另外选择alteral的安装路径下eda-》simlib，这里注意了，选择所有的verilog文件，不要全部.v和.vhd全部选，至于为什么，我之前试过好多次，全选后用verilog写的程序开启仿真会导致错误。由于，我本身也不会VHDL，这里我们就只选择所有的.v文件，通过编译入库吧。实际上，我们只需要我们需要的alteral_primerite.v以及cycloneiv_atoms.v入库即可，但是这里，我们就把所有都编译入库吧。

-修改ini
由于我们切换modelsim的工作路径过后，我们添加的编译的器件库就会消失，为了解决这个问题，我们可以在ini文件中，找到我们定义的库名，此处为ALT，ini中写的是ALT=ALT ，我们更改为：

重启软件，这样我们切换目录，完全不影响了

开始仿真
在开始仿真前，我们要新建一个工程，把用到的.v文都包含进一个新建的文件夹中，包括我们用到的IP的.v文件。
然后在文件中新建一个工程。然后开始点击start simulation

如上图所示，选中要仿真的顶层实体，并且库，选择我们之前设置的ALT库，里面包含了我们的各种器件。当然，也包含了我们需要的cyclone iv的RAM IP核。

注意事项
首先，有时候点击编译是灰色的，这个时候，是因为我们的工程中已经编译完成了添加进来的实体。我们只需要继续添加即可，或者我们要添加器件库的话，就切换路径到默认路径（安装路径）

有时候切换路径按钮也是灰色的，这个时候需要在仿真里面，终止仿真。

此外，有些情况下，我们还需要关闭当前工程，恢复到无工程状态。

最后一点心得体会就是：不管modelsim的操作如何，思路很简单，要仿真，就得添加库进来，要添加库，只能通过编译入库，这样就可以调用这些库里面的函数和定义了。最后开启仿真即可。

1.2 对quartus 独立仿真实际案例

对于一个modelsim工程来说，需要有这几个文件组成：程序硬件设计verilog文件（包括IP的.v文件）、匹配的器件库文件、测试激励输入文件。
这里，我们要说的是需要先在quartus里面写好激励文件vt，编译，这样才能生成匹配的器件库。前面所说的方法，我们的用户往往电脑并不是这样设置的，所以，在项目交接过程中，我们最好提供给用户一个完整的modelsim工程，这样才能称得上独立的modelsim工程。下面，我就以一个实际的例子来说明。

如上图所示verilog_libs里面包含了匹配的器件库。

如上图所示，拷贝匹配的器件库到RAM工程文件夹中。另外，我们还需要拷贝.v文件

另外，把vt文件改成v文件，并把vt文件里面的名字改写成tb

然后·在modelsim中建立工程

进行编译

在开始编译的库选择中，选择我们modelsim工程文件中的这两个文件

在如下图的i 1中右键点击add wave就可以将所有的寄存器变量加入wave中观察

如下图所示，我们可以看到没有延迟。所采用的是功能仿真。

至此功能仿真完毕，我们又该如何增加时序仿真呢？下面我接着来讲解一番
我们向modelsim工程中添加vo文件，并拷贝到modelsim文件夹中来

然后编译仿真即可

从上图，我们可以看到出现了延时，以及跳变

1.3 保存波形文件

当我们一次运行了modelsim后，想要保存下来，以便下次直接打开，而不需要重新运行，我们点击保存。如下图所示，会提示我们保存为.do文件。这个文件包含了我们在modelism的波形操作设置，包括添加波形等等。如何看懂do文件的内容，后续我会补充。如下图，点击保存即可。

接下来，我们下次要打开波形的时候，首先打开.wlf文件，然后再进行运行
do wave.do

后续，我会继续完善怎么运行modelsim，由于独立运行modelsim不是必要条件，所以，我们也不急于求成，以后再慢慢来商讨，本次，先有了库的概念，然后进行后仿真的操作。虽然，我个人觉得，还有很多问题要解决，比如，如何进行前仿真，如何保存波形数据，如何与matlab互联等等，都是要解决的问题。这些问题，暂且留到以后吧。

参考：Modelsim电子系统分析及仿真第七章

2、Modelsim对ISE Xilinx器件的独立仿真

对于modelsim，对ISE器件的仿真也是同样的道理，我们最重要的是添加ISE的xilinx器件库，这里我已经把库添加进去了，如果你还没有把xilinx的库添加进去，你可以按照联合仿真，然后拷贝用到库，再手动仿真。当然也可以先添加入库，详见：modelsim加入xilinx ISE库的方法

如上图所示

另外注意了，我们需要拷贝 RAM_IP.v 文件

如上图所示，注意添加xilinxcorelib文件。
这里要特别注意的一点是，请务必关掉优化，不然不能添加波形。

之后我们如果我们需要再次打开此modelsim工程，仍然可以保存do文件。然后打开wlf文件后在 run do文件即可

3、Modelsim对vivado Xilinx器件的独立仿真

这里由于我vivado的器件库并没有添加到Modelsim中，这里我将其添加到modelsim中，因为只要我添加进去，ISE就不能自动调用Modelsim了。这里，我先更改一下ini文件，将vivado的Xilinx库添加进去，后续我再删除。
这里，我就暂时不给出例子了，其实都是一样的步骤。
总结一下，就是加入器件库，然后编译仿真。

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