modelsim组合逻辑电路设计

ModelSim是一种常用的仿真工具，可用于验证和调试组合逻辑电路设计。以下是一个简单的组合逻辑电路设计的例子，其中使用了ModelSim进行验证：

1. 首先，我们需要创建一个新的工程。在ModelSim中，选择“File”>“New Project”>“VHDL”，然后输入工程名称和保存路径。

2. 在工程中创建一个新的源文件。在ModelSim中，选择“File”>“New”>“VHDL File”，然后输入文件名和保存路径。

3. 在新的源文件中编写VHDL代码来描述电路。以下是一个简单的例子：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity comb_logic is
    port (
        a, b : in std_logic;
        c    : out std_logic
    );
end entity comb_logic;

architecture behavior of comb_logic is
begin
    c <= a and b;
end architecture behavior;

在此代码中，我们定义了一个名为“comb_logic”的实体，该实体有两个输入端口（a和b）和一个输出端口（c）。在架构部分中，我们定义了一个简单的布尔表达式，将输入端口a和b的值取并，然后将结果赋给输出端口c。

4. 在工程中创建一个测试台。在ModelSim中，选择“File”>“New”>“Test Bench”，然后输入文件名和保存路径。

5. 在测试台中编写VHDL代码来生成输入并验证输出。以下是一个简单的例子：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity comb_logic_tb is
end entity comb_logic_tb;

architecture behavior of comb_logic_tb is
    component comb_logic is
        port (
            a, b : in std_logic;
            c    : out std_logic
        );
    end component comb_logic;

    signal a, b, c : std_logic;

begin
    dut: comb_logic port map (a => a, b => b, c => c);

    stim_proc: process
    begin
        a <= '0'; b <= '0'; wait for 10 ns;
        a <= '0'; b <= '1'; wait for 10 ns;
        a <= '1'; b <= '0'; wait for 10 ns;
        a <= '1'; b <= '1'; wait for 10 ns;
        wait;
    end process stim_proc;

    assert_proc: process
    begin
        wait for 50 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '0')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait for 10 ns;

        assert(c = '1')
            report "Unexpected value on c"
            severity error;

        wait;

    end process assert_proc;

end architecture behavior;

在此代码中，我们定义了一个名为“comb_logic_tb”的实体，其中包含一个名为“dut”的组件（即我们要测试的电路）。我们还定义了三个信号a、b和c，它们将用于生成输入和验证输出。在架构部分中，我们使用port map将输入和输出信号连接到dut组件。我们还定义了两个过程：stim_proc用于生成输入，assert_proc用于验证输出。在assert_proc过程中，我们使用assert语句来测试输出值是否与预期值相同。如果不是，则报告错误。

6. 为测试台添加仿真器。在ModelSim中，选择“Simulate”>“Start Simulation”，然后选择要仿真的测试台文件并单击“OK”。

7. 运行仿真。在ModelSim中，选择“Simulate”>“Run – All”或单击工具栏上的“Run”按钮。仿真将运行并显示波形图。检查波形图以确保输出值与预期值相同。如果有错误，则需要检查代码并重新运行仿真。