ModelSim电子系统分析及仿真

内容简介

ModelSim是优秀的HDL仿真软件之一，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器，它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC设计的□□仿真软件。本书以ModelSim SE 10.4版软件为平台，由浅入深、循序渐进地介绍ModelSim 10.4软件各部分知识，包括ModelSim 10.4的基础知识、菜单命令、库和工程的建立与管理、Verilog/VHDL文件编译仿真、采用多种方式分析仿真结果，以及与多种软件联合仿真等知识。书中配有大量插图，并结合实例详细地讲解使用ModelSim进行仿真操作的基本知识和方法技巧，配有本书实例操作的视频讲解，读者能够轻松学习。

目录

目 录
第1章 概 述1
1．1 IC设计与ModelSim2
1．1．1 IC设计基本流程2
1．1．2 ModelSim概述3
1．2 ModelSim应用基本流程5
1．3 ModelSim基本仿真流程5
1．3．1 创建一个工作库6
1．3．2 编译设计文件7
1．3．3 运行仿真8
1．3．4 查看结果9
1．4 ModelSim工程仿真流程9
1．4．1 创建工程及工程库10
1．4．2 创建新文件11
1．4．3 加载设计文件12
1．4．4 编译源文件13
1．4．5 运行仿真和查看结果14
1．4．6 工程调试14
第2章 操 作 界 面16
2．1 整体界面17
2．2 菜单栏17
2．2．1 File菜单18
2．2．2 Edit菜单25
2．2．3 View菜单28
2．2．4 Compile菜单29
2．2．5 Simulate菜单31
2．2．6 Add菜单34
2．2．7 Tools菜单34
2．2．8 Layout菜单40
2．2．9 Bookmarks菜单40
2．2．10 Window菜单41
2．2．11 Help菜单43
2．3 工具栏43
2．4 标签区44
2．5 命令窗口45
2．6 MDI窗口45
2．6．1 源文件窗口46
2．6．2 波形窗口47
2．6．3 列表窗口48
2．6．4 数据流窗口48
2．6．5 属性窗口49
2．6．6 进程窗口50
2．6．7 对象窗口50
2．6．8 存储器窗口51
2．6．9 原理图窗口51
2．6．10 观察窗口52
2．6．11 状态机窗口52
2．7 界面的设置53
2．7．1 定制用户界面53
2．7．2 设置界面参数55
第3章 工 程 和 库57
3．1 ModelSim工程58
3．1．1 删除原有工程58
3．1．2 开始一个新工程58
3．1．3 工程标签60
3．1．4 工程编译61
3．1．5 仿真环境配置64
3．1．6 工程文件组织66
3．1．7 工程及文件属性设置68
实例3-1 工程文件管理73
3．2 ModelSim库77
3．2．1 概述78
3．2．2 库的创建及管理78
3．2．3 资源库管理81
3．2．4 导入FPGA的库81
3．2．5 本节实例83
第4章 ModelSim对不同语言的仿真89
4．1 VHDL仿真90
4．1．1 VHDL文件编译90
4．1．2 VHDL设计优化91
4．1．3 VHDL设计仿真97
4．1．4 还原点和仿真恢复102
4．1．5 TEXTIO的使用103
实例4-1 VHDL设计的仿真全过程105
4．2 Verilog仿真110
4．2．1 Verilog文件编译110
4．2．2 Verilog设计优化112
4．2．3 Verilog设计仿真112
4．2．4 还原点和仿真恢复118
4．2．5 单元库118
4．2．6 系统任务和系统函数119
4．2．7 编译指令121
实例4-2 32位浮点乘法器的Verilog仿真过程122
4．3 SystemC仿真127
4．3．1 概述127
4．3．2 SystemC文件的编译和链接128
4．3．3 设计仿真和调试133
4．3．4 常见错误135
4．4 混合语言仿真137
4．4．1 编译过程与公共设计库137
4．4．2 映射数据类型139
4．4．3 VHDL调用Verilog142
4．4．4 Verilog调用VHDL144
4．4．5 SystemC调用Verilog144
4．4．6 Verilog调用SystemC145
4．4．7 SystemC调用VHDL146
4．4．8 VHDL调用SystemC147
第5章 利用ModelSim进行仿真分析149
5．1 仿真概述150
5．2 WLF文件和虚拟对象151
5．2．1 保存仿真状态151
5．2．2 Dataset结构154
5．2．3 Dataset管理155
5．2．4 虚拟对象157
5．3 利用波形编辑器产生激励160
5．3．1 创建波形160
5．3．2 编辑波形166
5．3．3 导出激励文件并使用169
5．4 ModelSim波形分析172
5．4．1 波形窗口和列表窗口172
5．4．2 时间标记174
5．4．3 窗口的缩放175
5．4．4 在窗口中搜索177
5．4．5 窗口的格式编排178
5．4．6 波形和列表的保存181
5．4．7 信号总线183
5．4．8 光标操作183
5．4．9 其他功能184
5．4．10 波形比较185
5．5 存储器的查看和操作191
5．5．1 存储器的查看191
5．5．2 存储数据的导出193
5．5．3 存储器初始化195
5．5．4 存储器调试195
5．6 数据流窗口的使用196
5．6．1 概述196
5．6．2 设计连通性分析197
5．6．3 信号追踪和查找198
5．6．4 设置和保存打印200
5．6．5 本节实例201
5．7 原理图窗口的使用205
5．8 状态机窗口的使用209
5．9 ModelSim的剖析工具211
5．9．1 运行性能剖析和存储器剖析211
5．9．2 查看性能剖析结果212
5．9．3 查看存储器剖析报告216
5．9．4 保存结果216
5．10 覆盖率检测218
5．10．1 启用代码覆盖218
5．10．2 覆盖率的查看223
5．10．3 覆盖率检测的过滤226
5．10．4 覆盖信息报告228
5．11 信号探测231
5．12 采用JobSpy控制批处理仿真233
5．12．1 JobSpy功能与流程234
5．12．2 运行JobSpy234
5．13 综合实例236
实例5-1 三分频时钟的分析236
实例5-2 同步FIFO的仿真分析244
实例5-3 基2的SRT除法器的仿真分析250
第6章 ModelSim的协同仿真258
6．1 ModelSim与Debussy的协同仿真259
6．1．1 Debussy工具介绍259
6．1．2 Debussy配置方法263
实例6-1 与Debussy的协同仿真266
6．2 ModelSim与Matlab的协同仿真274
实例6-2 与Matlab的协同仿真277
实例6-3 与Simulink的协同仿真282
实例6-4 使用cosimWizard进行协同仿真291
第7章 ModelSim对不同公司 器件的后仿真301
7．1 ModelSim对Intel器件的后仿真302
7．1．1 QuartusPrime简介302
7．1．2 后仿真流程304
实例7-1 直接采用QuartusPrime调用ModelSim进行仿真305
实例7-2 先用QuartusPrime创建工程，再用ModelSim进行时序仿真318
7．2 ModelSim对Xilinx器件的后仿真325
7．2．1 Vivado简介325
7．2．2 后仿真流程326
实例7-3 用VIVADO对全加器进行时序仿真326
实例7-4 用VIVADO直接调用ModelSim进行时序仿真336
7．3 ModelSim对Lattice器件的后仿真341
7．3．1 Diamond简介341
7．3．2 后仿真流程342
实例7-5 用Diamond对全加器进行时序仿真342
实例7-6 用Diamond完成布□绕线，使用ModelSim进行时序仿真348
第8章 ModelSim的文件和脚本351
8．1 SDF文件352
8．1．1 SDF文件的指定和编译352
8．1．2 VHDL的SDF354
8．1．3 Verilog的SDF354
8．1．4 SDF文件信息356
8．2 VCD文件358
8．2．1 创建一个VCD文件358
8．2．2 使用VCD作为激励360
8．2．3 VCD任务361
8．2．4 端口驱动数据362
8．3 Tcl和DO文件364
8．3．1 Tcl命令364
8．3．2 Tcl语法364
8．3．3 ModelSim的Tcl时序命令365
8．3．4 宏命令366
8．3．5 本节实例368

作者简介

于斌，本硕就读于哈尔滨工业大学微电子与固体电子学专业，任教于哈尔滨理工大学软件与微电子学院集成电路设计与集成系统专业多年，主讲数字电路、Verilog?HDL语言及计算机组成原理等课程，从事集成电路数字前端设计，主要研究方向为硬件安全和密码芯片相关技术。 谢龙汉，华南理工大学吴贤铭智能工程学院教授、博士生导师。