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intel UG-20093 ModelSim FPGA 版仿真

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ModelSim* – 英特爾® FPGA 版模擬快速入門英特爾® Quartus® Prime 專業版

本文檔示範如何在 ModelSim* – 英特爾 FPGA 版模擬器中模擬英特爾® Quartus® Prime 專業版設計。設計仿真可在裝置程式設計之前驗證您的設計。 Intel Quartus Prime 軟體產生仿真 file設計編譯期間支援的 EDA 模擬器。
圖 1. ModelSim – 英特爾 FPGA 版本intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-11

設計模擬涉及生成模擬 files,編譯仿真模型,運行仿真,以及 view荷蘭國際集團的結果。 以下步驟描述了此流程:

  1. 打開前amp第 4 頁的設計
  2. 指定 EDA 工具設置(第 4 頁)
  3. 生成模擬器設置腳本模板(第 5 頁)
  4. 修改模擬器設定腳本(第 6 頁)
  5. 編譯和仿真設計(第 8 頁)
  6. View 第 9 頁的信號波形
  7. 將信號添加到仿真 (第 11 頁)
  8. 重新運行仿真(第 12 頁)
  9. 修改第 12 頁的模擬測試台
打開前amp設計

PLL_RAM 前amp該設計包括 Intel FPGA IP 內核,用於演示基本仿真流程。下載前amp設計 files 並在 Intel Quartus Prime 軟體中開啟該專案。
筆記: 本快速入門需要對硬體描述語言語法和 Intel Quartus Prime 設計流程有基本的了解,如 Intel Quartus Prime Pro Edition 基礎線上培訓所述。

  1. 下載並解壓 Quartus_Pro_PLL_RAM.zip design examp勒。
  2. 啟動 Intel Quartus Prime Pro Edition 軟體版本 19.4 或更高版本。
  3. 打開前amp樂設計項目,點擊 File ➤ 打開項目,選擇 pll_ram.qpf 項目 file,然後按一下「確定」。

圖 2. Intel Quartus Prime Pro Edition 中的 pll_ram 項目intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-1

指定 EDA 工具設置

指定 EDA 工具設置以生成仿真 files 表示支援的模擬器。

  1. 在 Intel Quartus Prime 軟件中,點擊 Assignments > Settings > EDA Tool Settings。
  2. 在「模擬」下,選擇「ModelSim-Intel FPGA」作為工具名稱。保留輸出網表格式和輸出目錄的預設設定。intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-2

生成模擬器設置腳本模板

模擬器設定腳本可協助您模擬設計中的 IP 核心。請依照下列步驟為 ex 中的 IP 模組產生特定於供應商的模擬器設定腳本模板amp樂設計。 然後,您可以為您的特定模擬目標自定義此模板。

  1. 要編譯設計,請單擊 Processing > Start Compilation。 Messages 窗口指示編譯何時完成。
  2. 單擊 Tools > Generate Simulator Setup Script for IP。 保留安裝腳本的默認輸出目錄和盡可能使用相對路徑設置 file。安裝腳本模板會在您指定的目錄中產生。

圖 3. 生成模擬器設置腳本 IP 對話框intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-3

修改模擬器設定腳本

修改產生的模擬器設定腳本以啟用模擬專案中 IP 核的特定命令。

  1. 在文字編輯器中,開啟 /PLL_RAM/mentor/msim_setup.tcl file.
  2. 創建新文本 file 名字為 mentor_example.do 並將其保存在 /PLL_RAM/mentor/ 目錄中。
  3. 在 msim_setup.tcl file,複製包含在 TOP-LEVEL TEMPLATE – BEGIN 和 TOP-LEVEL TEMPLATE – END 註釋中的代碼部分,然後將此代碼粘貼到新的 mentor_examp樂多 file.
  4. 在 mentor_examp樂多 file,刪除以下反白的行前面的單一井號 (#) 字元以啟用編譯命令:

圖 4. 取消註釋腳本中突出顯示的仿真命令intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-4

  1. 替換 mentor_ex 中的以下行ample.do 腳本:

表 1. 在 mentor_ex 中指定值ample.do 腳本

替換此行 有了這條線
設定 QSYS_SIMDIR

../
視頻博客 files>  

vlog -vlog01compat -work 工作../PLL_RAM.v

vlog -vlog01compat -work 工作 ../UP_COUNTER_IP/UP_COUNTER_IP.v vlog -vlog01compat -work 工作 ../DOWN_COUNTER_IP/DOWN_COUNTER_IP.v vlog -vlog01compat -work 工作 ../ClockPLL/ClockPLL.v

vlog -vlog01compat -work 工作../RAMhub/RAMhub.v vlog -vlog01compat -work 工作../testbench_1.v

設置 TOP_LEVEL_NAME

設置 TOP_LEVEL_NAME tb
運行-a  

添加波* view 結構 view 信號全部運行

  1. 儲存 /PLL_RAM/mentor/mentor_examp樂多 file. 下圖為mentor_examp樂多 file 修改完成後:

圖 5. 完成的頂層 IP 仿真設置腳本intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-5

編譯和仿真設計

運行頂層的 mentor_exampModelSim – 英特爾 FPGA 版軟體中的 le.do 腳本可編譯和模擬您的設計。

  1. 啟動 ModelSim – 英特爾 FPGA 版軟體。 ModelSim – Intel FPGA 版 GUI 將模擬元素組織到單獨的視窗和標籤中。
  2. 從 PLL_RAM 專案目錄中,開啟 testbench_1.v file。同樣,打開mentor/mentor_examp樂多 file.
  3. 要顯示 Transcript 窗口,請單擊 View ➤ 成績單。您可以直接在 Transcript 視窗中輸入 ModelSim – Intel FPGA Edition 的指令。
  4. 在 Transcript 窗口中鍵入以下命令,然後按 Enter:do mentor_examp樂多

該設計根據您在 Mentor_ex 中的規格進行編譯和模擬ample.沒有腳本。下圖顯示了 ModelSim – Intel FPGA 版模擬器:

圖 6. ModelSim – 英特爾 FPGA 版 GUIintel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-6

View 信號波形

請依照以下步驟操作 view testbench_1.v 仿真波形中的信號:

  1. 單擊波形窗口。 正如測試台指定的那樣,仿真波形在 11030 ns 處結束。 Wave 窗口列出了 CLOCK、WE、OFFSET、RESET_N 和 RD_DATA 信號。

圖 7. ModelSim – 英特爾 FPGA 版 Wave 窗口intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-7

  1. 到 view 對於頂層 pll_ram.v 設計中的訊號,按一下 Sim 標籤。 Sim 視窗與Objects 視窗同步。

圖 8. ModelSim – 英特爾 FPGA 版 Sim 與物件視窗intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-8

  1. 到 view 頂級模組訊號,展開「物件」標籤中的 tb 資料夾。同樣,展開 Test1 資料夾。物件視窗顯示 UP_module、DOWN_module、PLL_module 和 RAM_module 訊號。
  2. 在 Sim 視窗中,按一下 Test1 下的模組以在「物件」視窗中顯示該模組的訊號。
  3. View 模擬庫 files 在庫窗口中。

圖 9. ModelSim – 英特爾 FPGA 版本庫窗口intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-9

將信號添加到仿真中

CLOCK、WE、OFFSET、RESET_N 和 RD_DATA 信號自動出現在 Wave 窗口中,因為頂層設計定義了這些 I/O。 此外,您可以選擇將內部信號添加到仿真中。

  1. 在對象窗口中,找到 UP_module、DOWN_module、PLL_module 和 RAM_module 模塊。
  2. 在物件視窗中,選擇 RAM_module。此模組的輸入和輸出是
  3. 展示。

圖 10. 將訊號加入波形窗口intel-UG-20093-ModelSim-FPGA-Edition-Simulation-FIG-10

  1. 若要新增遞減計數器和雙埠 RAM 模組之間的內部訊號,請以滑鼠右鍵按一下 rdaddress,然後按一下新增波形。
  2. 若要新增遞增計數器和雙埠 RAM 模組之間的內部訊號,請以滑鼠右鍵按一下 wraddress,然後按一下新增波形。或者,您可以將這些訊號從「物件」視窗拖曳到「波形」視窗。
  3. 若要為新增的新訊號產生波形,請按一下「模擬」➤「執行」➤「繼續」。

重新運行模擬

如果更改仿真設置,例如向 Wave 窗口添加信號或修改 testbench_1.v,則必須重新運行仿真 file. 按照以下步驟重新運行模擬:

  1. 在 ModelSim – Intel FPGA 版模擬器中,按一下 Simulate ➤ Restart。保留預設選項並按一下“確定”。這些選項清除波形並重新啟動模擬時間,同時保留必要的訊號和設定。
    筆記: 或者,您可以重新執行 /PLL_RAM/mentor/mentor_example.do 腳本在命令列重新運行模擬。
  2. 單擊模擬 ➤ 運行 ➤ 運行 -all。 testbench_1.v file 根據測試平台規范進行模擬。 要繼續仿真,請單擊 Simulate ➤ Run ➤ Continue。 此命令會繼續模擬,直到您單擊“停止”按鈕。
修改模擬測試台

testbench_1.v 前ample testbench 僅測試一組特定的條件和測試案例。您可以手動編輯testbench_1.v file 在 ModelSim – 英特爾 FPGA 版模擬器中測試其他情況和條件:

  1. 開啟testbench_1.v file 在 ModelSim – 英特爾 FPGA 版模擬器中。
  2. 右鍵點選 testbench_1.v file 確認 file 未設定為唯讀。
  3. 在 testbench_1.v 中輸入並儲存任何其他測試平台參數 file.
  4. 若要為您修改的測試台產生波形,請按一下 Simulate ➤ Restart。
  5. 按一下“模擬”➤“運行”➤“運行 -all”。

ModelSim – 英特爾 FPGA 版模擬快速入門修訂歷史

檔案版本 英特爾 Quartus Prime 版本 變化
2019.12.30 19.4 • 更新了Intel Quartus Prime Pro Edition 版本19.4 的步驟和螢幕截圖。

• 更新設計擴展ample file 連結和內容。

2018.09.25 18.0 更正了 Mentor_ex 中的語法錯誤ample.do 腳本。
2018.05.07 18.0 刪除了不必要的步驟 在命令列運行模擬

程式.

2017.07.15 17.1 初次發布。

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文件/資源

intel UG-20093 ModelSim FPGA 版仿真 [pdf] 使用者指南
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參考

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