前言

缓了一段时间，该接着开始系列记录了，这一次将开始ModelSim的仿真之路，对于学FPGA或者从业于该行业的人来说，仿真是必不可免的一件事，而仿真的工具也不少，不过感觉ModelSim推荐的指数要高很多，或许和它优化的能力有关吧~

~Show Time~

仿真前夕

在ModelSim中对一个设计进行仿真有几种模式，基本的仿真、工程形式的仿真，还有使用多个库进行仿真，逐个进行介绍下使用步骤；

一：基础仿真步骤：

1、创建工作库

在ModelSim中，所有设计都被编译到一个库中。通常通过创建名为“work”的工作库来启动一个新的仿真，这是编译器使用的默认库名，作为已编译设计单元的目标库；

2、编译设计文件

创建工作库之后，就要将设计模块编译到其中，编译后的库格式支持在多个平台上使用，比如在Linux上编译了，然后可以不需要重新编译，就直接移到Windows上用，

3、载入且运行仿真

编译完成后，选择顶层的激励文件来加载仿真器，载入完成后，仿真界面将处于初始状态，再Run一下就可以开始仿真了~

4、对仿真结果进行Debug

Debug就是在仿真的时候，如果发现结果不是你想要的，就一步步调试了，当然，是可以借用工具滴！

二：工程形式的仿真步骤：

1、创建工程

2、添加设计文件到工程

3、编译设计文件

4、载入且运行仿真

5、对仿真结果进行Debug

可以看出来，工程形式的仿真和基础仿真很相似，多了个工程来对设计文件进行管理，其中，工作库在工程创建好后就自动生成了，如果没有使用close来关闭工程，下次启动ModelSim时，工程还会处于打开状态，都不需要再去麻烦的找了。

三：多个库的使用

除了工作库，ModelSim还有一种资源库的用法，和工作库有个明显的不同，就是工作库是处于设计文件的编译目录下，而资源库则可以处于其他位置，然后链接后就可以使用，这个资源库可以是第三方的（比如Vivado编译的库，然后在ModelSim里使用）

多个库的使用步骤再简单总结下

1、创建工程

2、添加激励文件到工程

3、编译设计文件

4、链接资源库

5、载入且运行仿真

6、对仿真结果进行Debug

如果没有使用工程的形式，就直接创建工作库替换步骤1和2就好了。

基础仿真

根据上一部分的基础仿真步骤来正式踏入仿真之路~

先准备好要仿真的文件，将文件放到自己想要的路径下（不要出现中文字符，不然要出问题），准备好之后，打开ModelSim，软件安装的版本可以根据自己情况来装，我这装的是：ModelSim DE 16.C（也还装了另外的版本），至于为什么装这个版本，就看下一篇

《Vivado与ModelSim的联合仿真》

1、软件打开后，界面如下（有弹窗的话，直接Close掉就好了）

 

2、将工作路径改变到要准备好的文件路径下（File > Change Directory）

 

 

 

直接使用TCL命令也可以，按以上操作后，也会有相应的命令出现在Transcript的窗口中。

举例：cd E:/Soft_File/Sim_File/basicSimulation

3、创建工作库（File > New > Library）

 

会出现一个弹窗，然后在这个窗口可以创建一个新的库，也可以映射已存在的库，库名的栏中会有个默认的值”work“，没有的话就自己输入一下。

 

然后OK一下，工作库就创建好了，在软件的库界面会出现一个work的选项，不过此时还处于empty的状态

 

观察一下work库对应的路径，会发现多了个work的文件夹（内含一个“_info”的文件）以及一个modelsim.ini的文件；“_info”是运行的一些信息，和work是一起的，不要随意改动它；ini那个文件则是初始文件，里头是复制的安装路径下的ini文件，然后将work库加入了库的映射中。

 

在 Transcript 窗口也有这两个操作的相应Tcl命令

vlib work
vmap work work

 

 

4、编译文件（Compile > Compile）

注：如果开着工程的话，该选项是灰色的，需要使用File > Close先关闭

 

点击后，在弹窗的文件窗口选中两个.v文件，注意左上角的Library选中的是否为work，然后点Compile进行编译

 

编译完后，Transcript窗口会出现编译结果，然后就可以点Done完成且关闭编译界面

 

这时再看work，会发现，已经是非空状态了，多了个 “+” ，点击后，出现了两个模块的名字，即刚刚编译的文件，类型为Module

 

5、如上图一样，选中test_counter，然后直接双击它，载入仿真界面

 

启动仿真还可以选中test文件，点右键，再选择 Simulate ；或者选中菜单栏上的Simulate > Start Simulation ，然后弹出以下的窗口，选择好文件，点OK也一样进入仿真界面；

 

仿真界面如下，这时候的界面主要由三个部分组成

1：文件层次；2：根据1中选中的模块，对模块内的变量信息（Objects）以及当前仿真状态（Processes）进行显示；3：波形窗口

 

如果缺了需要的，在菜单栏 View下开启对应的即可

 

若Wave窗口中无信号，则在1窗口中，选中模块，然后右键，点击Add Wave ，Wave中就添加对应的信号变量了

 

6、找到控制仿真运行的菜单，然后点 Run，或者直接在脚本窗口输入：run 100ns，也可运行仿真，时长根据自己需要设定，要注意的是，当以后变量多了，运行则会相对变慢；点 Run -All 的图标，则会一直运行，直到运行到停止的信号或者点了 Stop 那个图标

 

 

可以看到 Wave 中的信号变量运行了一段时间，接着 Restart，将状态全部复位，准备后续的演示

 

 

7、准备简单的Debug一下，先在菜单栏 View > Files ，打开文件窗口，双击counter.v

 

打开counter.v后，在always处点下侧边栏，会出现一个红色的点，即断点，再次单击就会变灰色，如果要移除就右键然后Remove Breakpoint

 

断点设好后，直接点 Run -All 的图标，会发现运行的蓝箭头停在了设置的断点处

 

这时候看Objects窗口的变量值，为当前停下时，各变量的值

 

把鼠标移到变量上，也会出现此时相应的变量与其值，和Objects的一样

 

或者选中某个信号，然后右键，选中 Examine

 

这时也会弹出对应变量的值

 

接着找到调试窗口，图标的含义和玩C的Debug是一样的，单步调试那些啥的

 

点两下Step Into，箭头就一步步的到了count的赋值处

 

基础仿真就讲到这了，不熟悉的话，可以自己多试几遍，对应产生的一些简单的脚本命令也可以记一下，之后直接跑命令有时候会方便些，最后菜单栏 Simulate > End Simulation 结束并退出仿真，出现提示框的话，点是就可以了（quit -sim）。

 

本篇对最基本的一个仿真操作流程直接过了一遍，下一篇就开始工程的形式来操作仿真了，还没上手的赶快学起来吧~