使用Modelsim独立仿真Altera及Xilinx IP核

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使用Modelsim进行仿真非常方便，可以通过.do文件完成一些重复性的界面操作，但是使用Modelsim仿真IP核的时候经常会因为没有库文件的问题而纠结，网上不乏一些相关教程，但是在使用过程中总会遇到这样那样的问题，于是我痛定思痛，决定彻底解决这个问题，为了帮助大家解决相同的烦恼，决定写这篇文档，帮助大家避免走我曾走过的弯路，这也是我的第一篇教程，希望能帮到大家！
1       软件环境:操作系统 win7 旗舰版 64位
) U5 @+ Q: D# Z+ v# |) z& A/ PModelsim SE10.1a
* c* m* m& S( Y& }) M7 i2 [Quartus II13.0sp1 (64-bit)
" u, B& p) Q0 m% D4 {Vivado 2016
7 Z3 g; ?. b* T3 a2       思路说明不管是Altera还是Xilinx的软件都有直接调用Modelsim仿真的功能，但是其缺点在与每次调用时都会重复编译相同的库，耗时较长，而且每次调用后仿真波形都是默认的，需要我们再次手动添加波形，无形中耗费了大量时间。同时Modelsim具有编译快，仿真快的优点，在这里就不多说了。
其实软件在调用Modelsim的时候回生成相应的.do文件，仔细研究生成的文件会发现里面包含了完成Modelsim仿真的几乎所有命令，包括相关库的编译，而我们要做的就是利用该.do文件，在其基础上进行修改，达到我们想要的结果。
3       Quartus下使用Modelsim独立仿真3.1 设置Quartus中仿真软件及仿真脚本首先你要有一个自己的要仿真的工程，如果没有，可以参考网上其他资料新建一个最简单的PLL分频的工程，然后打开Quartus II 13.0sp1，设置Modelsim的安装路径。
- x: ?2 r2 Z4 N' W- r: u7 Q# G​
然后在Setting里设置仿真工具，选择Modelsim，设置仿真用到的testbench，该文件需要自己提前写好。
* z4 k) Y9 y3 P​

: ?  P; o7 E; S! }+ e7 e# a点击Test Benches->New
; }6 ?( b7 H5 R+ y; Y5 G​
先点击Add，根据路径选择你已经写好的testbench，然后根据填写下图中第一和第二行的内容，注意，Test bench name指的是你具体文件的名字，后面要有文件名后缀，我是自己写的，所以是.v，如果用Quartus自动生成的，是.vt，二者没有本质区别，下一行Top level module in test bench 要填写的是你testbench中module的名字，如果注意规范的话，可以把文件名和module名命名成一样的，同时命名中加tb表示其为testbench。
: U. h4 Y* U9 Z: W5 ]# ]  `$ ^​

: O% [7 ^3 h( i' X# X最后，点击Tools Runsimulation tool  RTL simulation，程序会自动调用Modelsim进行仿真，同时编译相关库。
, e& p  @" D6 L+ m% a4 q完成以上操作，软件会自动调用Modelsim完成仿真，到这一步，恭喜你已经学会了使用Quartus与Modelsim联合仿真的方法。
6 T2 I! P& U6 l3.1 查看Modelsim记录但是联合仿真并不是我们的目的，下一步我们在Modelsim中查看软件的记录，发现实际上是执行了一个名为sdram_test_run_msim_rtl_verilog.do文件（Modelsim中的脚本文件）。
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/ ^4 h" K, A9 V% j) D
我们找到并打开该文件，一般该文件位于工程目录下名为Modelsim的仿真文件目录下，可以使用everything搜索找到，内容如下：
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该文件的功能实际上是建立库，生成映射，然后编译源文件。
简单分析各语句功能，第2、3行是检测是否有库文件存放的目录，如果没有，新建一个名为Verilog_libs的路径。vlib是新建一个仿真库，vmap将逻辑库映射到实际的物理地址，其后面参数依次为逻辑库和实际库地址，“.”的意思为当前目录，“..”为上一层目录，知道这个可以很好的利用相对路径，如果用过Lunix应该对这个比较熟了。
下面是编译生成的库
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- {$ B# [* h/ o7 ~# p+ e; W* t& h
接下来要做的就是新建一个工程，然后想办法调用这些自动生成的库，以后就可以摆脱联合仿真，这么做有几点好处1不用每次都编译Altera的库，2 可以直接在Modelsim中进行操作了，而与Quartus没有关系了。3.Modelsim编译.v文件比较快。
+ r. K7 |$ G# f$ n( l9 j" x! e+ Q+ v也有相关教程教大家一次性编译Altera所有的库文件然后放到指定文件夹备用，本教程方法可以借助软件自动生成的.do文件，省去自己从头编写的麻烦，具体大家可以自己探索。
3.3      新建Modelsim工程新建工程的方法就不在这累述了，建完之后添加目前的设计文件，可以直接添加Quartus工程下的文件，这样的好处是不用重复复制文件，同时文件只有一个备份，避免在Modelsim调试时做更改而Quartus工程下的文件没有更新，毕竟，最后仿真完成了还是要回到Quartus的。
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8 {" o" i( W0 H8 F% X
6 i( i: H+ q! w6 ~/ R将sdram_test_run_msim_rtl_verilog.do文件复制的Modelsim工程目录下并打开，翻到红线所示行，之前的代码只留下库映射的语句，其余用#注释掉，这样就不用每次都编译相关库文件了。下面解释下代码具体功能。
vlibrtl_work         建立一个名为rtl_work的库（物理）
$ @$ `( O: N  t3 b- Svmap workrtl_work       将逻辑库work 映射到物理库rtl_work
' l+ R- V6 r- Q. _. }vlog-vlog01compat -work work +incdir+E:/99_ZJ_IP/12_sdram_test{E:/99_ZJ_IP/12_sdram_test/sdram_pll.v}     
4 t" k6 J3 y) K2 V6 x: {vlog是编译.v文件的命令，“-”之后表示编译参数，后面是文件的路径，可以不用修改，直接使用，
# Z' B" B) A: T0 }7 i# m. evsim -t 1ps -Laltera_ver -L lpm_ver -L sgate_ver -L altera_mf_ver -L altera_lnsim_ver -Lcycloneive_ver -L rtl_work -L work -voptargs="+acc"  tb_sdram_test
仿真tb_sdram_test，即我们的testbench
add wave *      添加testbench中的所有信号
5 V: ?5 F) j) `: M0 w1 ^/ _/ Dview structure                  打开structure窗口
6 T" a; h, E/ b8 a3 y/ l2 lview signals     打开wave窗口
run –all 运行，-all表示一直运行至所有信号被调用，可以手动修改运行时间，例如run 3us
6 G* M1 t* N  V& Z; s9 I至此，就可以愉快的使用Modelsim进行仿真了
+ B+ H3 N! i  k
& Q8 \- y: j" y" L7 I  t! C4  Vivado下使用Modelsim独立仿真4.1      编译库Vivado软件本身自带了编译仿真库的功能，用时较长，只需要执行一次，可以将所有的库编译并存放到指定文件夹，一劳永逸。
( R5 U/ Z5 Z' Z+ `# n; B​
​
; `1 `4 m% x6 L  U7 M
3 q' _% K, u$ N0 K0 P9 h  X2 o4.2设置仿真选项​
2 Y2 S1 {4 d4 y: r0 ^1 x
4.3 运行行为级仿真
! F* D! J9 x) ^2 b​

4 g* t1 h+ X" _% S4 B4.4 找到自动产生的仿真文件​
  d8 B# n5 w' k% H* b
4 |/ G7 y+ x; z9 T到此为止，就可以摆脱vivado了
4.5 新建Modelsim工程新建仿真文件夹，路径与文件夹behav同级，这样.do文件不需要再修改编译文件路径。
* G# x6 G% w9 ?0 Y拷贝上图中画红线的文件到新建的文件夹中，
- ^4 v2 `/ }1 p1 w/ K修改两个.do文件中的内容合并成一个文件，只保留必要的内容，比如我只保留如下内容：
3 e- D6 z5 k: K# V, T​
( F. ?! ?+ B/ O, @/ b: F* C  O) d
: Y- T4 }( O( Y5 W5 f/ b该文件中的注释是我为了方便大家理解加上去的，实际.do文件的注释符为#，且只能独立成行，不能与命令在同一行。
  L' o5 B, j; e保存该文件，在Modelsim中新建工程
- q$ {% j. W' N​

' _( v0 \. w# ]" ^" w4 c需要注意的是，需要在此指定拷贝到工程目录下的Modelsim.ini的路径，该路径中包含了编译的库的信息，相当于自动将之前已经编译好的库加入到工程之中，否则会提示找不到相关库文件。
在Modelsim中运行前面编辑好的.do文件就可以进行仿真了。
1 f. v! S& k0 D
. c4 J0 K1 m: n3 P9 ^5 Z: ~. D5 总结上面采用的方法是核心思想是借助了软件产生的相关文件，主要是.do文件，使用熟练后，可以每次直接新建Modelsim工程，使用自己写好的.do文件在Modelsim下仿真，其中有很多小技巧，大家可以自己探索。
! W0 T1 e& C( P9 L文章如有不足之处，欢迎大家批评指正，也欢迎大家来交流。
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