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紫光国产FPGA开发系列(六)—使用Modelsim仿真PDS工程

本文为北京慧众科芯电子技术有限公司和IC知识库网络大学联合创作,如需转载,请注明:智芯融网络大学和北京慧众科芯电子技术有限公司原创。

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在前几篇文章里分别介绍了PDS的安装和License配置、源代码工程建立、网表工程的建立、添加IP核等操作之后,用户已经基本掌握了PDS工程的建立流程,在介绍PDS的高级操作技巧,比如添加约束(位置、管脚、时序约束)、布局布线、产生比特(flash)下载文件等之前,还有一项重要的技能需要熟悉,即进行FPGA代码仿真,这也是验证代码功能和正确性的重要手段,也是FPGA开发的关键环节之一。

 

1、仿真环境配置

PDS支持使用第三方仿真工具对FPGA工程进行仿真,仿真类型包括行为级仿真、后综合仿真、布局布线后功能仿真以及布局布线后时序反标记仿真,PDS现在能够支持的仿真工具包括Modelsim和Questasim。

在开始进行仿真前,首先需要确认已安装第三方仿真工具,Modelsim或QuestaSim,同时为了能够支持紫光同创自有IP和器件仿真,比如FIFO、RAM、IOBUF等,还需要使用Modelsim对紫光同创提供的库文件进行编译,编译成功后,Modelsim将可以识别并仿真Modelsim自有IP和器件资源。

在开始对紫光同创库文件进行编译前,首先需要完成仿真参数配置,具体如下:打开Project菜单,点击Project Setting,选择Simulation,如下图所示。

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图1:进入工程设置界面

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图2:配置目标仿真工具和库文件路径

 

在上图的共振参数配置界面,如使用Modelsim仿真,在Target simulaiton选择Modelsim Simulator,在Compiled Library Location中指定存放编译后库文件的存放路径(建议存放在一个公共的目录,以便以后其他工程使用)。

配置完成后,点击OK按钮,退出仿真参数配置界面。

 

2、编译仿真库

在PDS主界面,点击Tools,选择Compile Simulation Libraries,进入库编译界面。

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图3:启动库编译过程

完成上述操作后,将弹出新的库编译窗口,具体如下图:

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图4:库编译窗口

         在上述窗口中,用户需要指定编程语言、编译后库文件存储地址、以及Modelsim安装位置等信息,配置完成后点击Compile启动库编译。

库编译的过程一般会持续几分钟,如无提示失败,且一直在刷新,则请继续等待,直到提示编译成功。

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图5:库编译界面

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图6:库编译成功后的界面

 

3、进行FPGA代码仿真

在开始进行仿真之前,还需要编写Testbench文件并添加到工程中,Testbench的添加和源代码文件的添加方式类似,具体可参见教程(二)的介绍,添加完成后,工程中将在PDS工程界面的Simulaiton目录下显示出该Testbench文件。

图7:添加Testbench文件后的PDS工程界面

在上图界面,邮件点击Testbench文件,在弹出菜单中选择Run Behavior Simulaiton,启动FPGA代码的行为级仿真,此时PDS会自动调用Modelsim并按照仿真配置的参数进行仿真。

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图8:启动Modelsim行为级仿真

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图9:Modelsim仿真界面

上图为Modelsim仿真后的界面,用户可通过Wave窗口查看各信号的波形,同时也可以通过Objects添加信号,重新启动仿真。

总的来说,PDS能够使用Modelsim等第三方仿真工具对FPGA代码进行无缝仿真,这也大大提高了用户FPGA开发的效率。

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