首先在前面的博客中,各种环境已经在前面搭建完毕,包括编译仿真库等,一会会有一个简单的各个仿真比较例子。
FPGA各种仿真概念(摘自CB书中)
功能仿真(前仿真),验证逻辑功能,不用全编译,即ctrl+k就可以了。验证电路功能是否符合设计要求。这个仿真一般是必须做的。
综合后的仿真,这个是FPGA综合产生的网表(会有门延时),一般是不用做的,这里要对比几个仿真结果的不同,也做一遍。
时序仿真,布局布线后的仿真,这个时候就包括了布线的延时,一般这个也需要做的。
偶然找到一张笔试卷子的题目的module,就以他为例来做了:
首先写好v文件:如下:
/*-----------------------------------------------------------------------
Author : xzy610030
Technology blogs : http://blog.chinaaet.com/xzy610030
Email Address : xzyfeixiang@163.com
Filename : test_for_szaotuo.v
Data : 2014-11-18
Version : 1.0
Description : test there modelsim project
Additional Comments : The entire notice above must be reproduced on all authorized copies.
Modification History :
Data By Version Change Description
=========================================================================
14/11/18 xzy610030 1.0 Original
-------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------*/
`timescale 1ns/1ns
module test_for_szaotuo
(
//global clock
input clk, //clk 50Mhz
input rst_n, //global rst_n
//control input signal
input wr_en,
//user interface
output [3:0] wr_cnt
);
//produce the cnt
reg [3:0]cnt;
always @(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
cnt<=0;
else if(wr_en)
cnt<=cnt+1'b1;
end
assign wr_cnt={cnt[1:0],cnt[3:2]};
endmodule
写好testbench文件:
/*-----------------------------------------------------------------------
Author : xzy610030
Technology blogs : http://blog.chinaaet.com/xzy610030
Email Address : xzyfeixiang@163.com
Filename : test_for_szaotuo_TB.v
Data : 2014-11-18
Version : 1.0
Description : test three modelsim project
Additional Comments : The entire notice above must be reproduced on all authorized copies.
Modification History :
Data By Version Change Description
=========================================================================
14/11/18 xzy610030 1.0 Original
-------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------*/
`timescale 1ns/1ns
module test_for_szaotuo_TB;
//------------------------------------------
//clock generate module
reg clk;
reg rst_n;
reg wr_en;
localparam PERIOD = 20; //50MHz
initial
begin
clk = 0;
forever #(PERIOD/2)
clk = ~clk;
end
task task_reset;
begin
rst_n = 0;
repeat(2) @(negedge clk);
rst_n = 1;
end
endtask
//----------------------------------------------
//the target component instantiation
wire [3:0] wr_cnt;
test_for_szaotuo u1
(
//globol clock
.clk (clk),
.rst_n (rst_n),
.wr_en(wr_en),
//led interface
.wr_cnt (wr_cnt)
);
//---------------------------------------
//system initialization
task task_sysinit;
begin
end
endtask
//----------------------------------------
//testbench of the RTL
initial
begin
task_sysinit;
task_reset;
wr_en=0;
#70 wr_en=1;
#140 wr_en=0;
end
endmodule
那么开始了
一:功能仿真
1.quartus建立工程后,编写v文件,ctrl+k,无错误(当然注意风格)
2.编写testbench文件
3.建立sim1仿真工程,在sim有单独的sim1的文件目录,将v和testbench拷贝到sim1
这里我们没有用到altera的IP核,所以在library那里可以不用设置路径,如果有用到的话,就要指定路径了。
4.仿真,这个前面没什么区别,注意去掉Enable optimization
5.添加信号,run 500ns
可以看到,在wr_en拉高的时候,cnt立马就有输出,这是没有任何延时的,是纯粹的功能仿真。功能仿真需要文件:v源文件+testbench+指定仿真模型(altera仿真库等,等下就有用到)
二:综合后的仿真
1.关闭modelsim的sim1工程了,建立sim2文件目录,回到quartus
2.然后,点击编译,会在dev目录下产生一个simulation文件夹,找到vo文件
3.建立sim2的modelsim的工程,和上面的类似,但是注意:将vo文件和testbench文件拷贝到sim2文件夹,这一点和上面不同哦。
4.然后和之前不同的是,我们需要添加altera的仿真库,因为不同的器件的门延时不同,网表和器件有关。
5.然后添加信号,仿真,run 500ns
虽然,clk和wr_en是同时上升沿,但是cnt的输出晚了一个时钟周期。
综合后的仿真:vo(verilog网表)+testbench+仿真库模型
接下来看看时序仿真是怎么样子的
三:时序仿真:注意我这里没有添加约束,即这个仿真时在没有时序约束下的布局布线的仿真
1.关闭仿真工程sim2,回到quartus,做出一个设置
2.在综合后的仿真,我们有一个设置为on,现在我们改为off,这样,除了生成网表vo文件,还会生成布局布线后的延时文件sdo文件
3.建立sim3文件目录,将vo和sdo和testbench拷贝到sim3,建立sim3的modelsim工程
和综合仿真多了一个地方,就是sdf那里添加sdo文件,apply to Region那里是testbench的例化的文件,我例化为u1
综合仿真时1个clk的延时,这里不只一个clk延时,可以清楚的看到3个仿真的结果。
时序仿真:vo网表+testbench+仿真库+sdo延时文件
总结:
学会了综合后的仿真:需要哪些文件,以及一般流程。
学会了时序仿真:需要哪些文件,以及一般流程
在即使有用altera IP核的仿真,只要在仿真的时候,设置好那个library的搜索路径就可以了,因为我之前已经编译了,在启动的时候,那些就是资源库了,设置好路径就可以了。