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
Modelsim SE10.1a
Quartus II13.0sp1 (64-bit)
# n: G) Y3 r" l: W) ?Vivado 2016
6 C0 P/ F8 F* _9 A+ A" ]) P3 J" X2       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。
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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。
5 a" C% x% u5 z* Z1 _​
8 Q  w+ S( O; x
点击Test Benches->New
0 F  I# R* Q6 `( D​
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。
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: }; S6 p. x: b4 l2 B, C
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。
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。
4 K; s- n+ a# O0 q3 V" T& b/ F3.1 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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0 [' x/ ^& x- n7 p9 H) G' c+ `/ F" C
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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3 [( z5 H& {2 O' P4 p( F0 p
该文件的功能实际上是建立库，生成映射，然后编译源文件。
! V1 r% v4 Y6 n2 b; i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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  J5 Z& |; Y  l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。
+ |, t* C; v. c. X- X) L4 ]' Q! p7 n" I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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% x# s% s' i+ h0 ]! q: s6 E  J: O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）
2 n4 S4 p/ X! gvmap workrtl_work       将逻辑库work 映射到物理库rtl_work
7 i) c% y  c1 s& z3 G+ G  j5 K: Z: k" Uvlog-vlog01compat -work work +incdir+E:/99_ZJ_IP/12_sdram_test{E:/99_ZJ_IP/12_sdram_test/sdram_pll.v}     
, B% f1 V" `% V" d& ]0 jvlog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，
; K0 C# g- q3 |) Y8 X1 L1 v3 Wvsim -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
# Y7 m# h5 S* v3 B( D6 m; Cadd wave *      添加testbench中的所有信号
view structure                  打开structure窗口
8 s7 a* Y$ u9 C( ]5 kview 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
. Z/ C$ V7 z" \至此，就可以愉快的使用Modelsim进行仿真了

2 f( N  B' W$ S6 e' _. W4  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。
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5 n6 ^! E) Y* j' ]8 `​
- r: X. F2 Q( @5 [; y/ X) L- B- A
4.2设置仿真选项​
1 E8 B3 Y9 {9 m( v0 Q- X* y
3 B( k3 E/ v# n( h# H7 h4.3 运行行为级仿真
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4 u5 G. W5 A3 u% H. w+ j
4.4 找到自动产生的仿真文件​
2 d# p& Q; o& |+ }. ?9 }8 ^) a1 z
0 }. |* S+ e% Z- u5 b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。
拷贝上图中画红线的文件到新建的文件夹中，
' D( C# b5 ^, V1 Z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：
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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。
  A- W* p; U0 G0 F6 u" R保存该文件，在Modelsim中新建工程
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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。
* t4 [9 o% h" H8 Q7 Q8 S; ]在Modelsim中运行前面编辑好的.do文件就可以进行仿真了。
1 |0 B6 E! b$ D' D
5 V( y- L# Z7 [9 p  `! {- `) N! h1 S5 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。
! m4 v% d) o2 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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