ModelSim代码覆盖率分析教程：从入门到序列检测器案例

"ModelSim是一款常用的硬件描述语言（HDL）仿真工具，广泛应用于FPGA和ASIC设计的验证。代码覆盖率是衡量设计验证完整性的重要指标，ModelSim提供了强大的代码覆盖率分析功能，包括语句覆盖率、分支覆盖率、条件覆盖率、表达式覆盖率、信号反转覆盖率和有限状态机覆盖率等。本文将简要介绍如何在ModelSim中实现代码覆盖率分析，并通过序列检测器的仿真案例进行详细步骤说明。" 在ModelSim中进行代码覆盖率分析，首先需要在编译选项中开启覆盖率支持。在ModelSim的工作区（Workspace）中，选择需要进行覆盖率分析的源代码文件，使用Ctrl键多选，然后右键点击并选择“compile” → “compile properties” → “coverage”，在此界面勾选statement、branches、condition和expression等覆盖率类型。 接下来是编译阶段。对选中的文件进行编译，这可以通过在命令行窗口输入“compile-all”完成，也可以通过菜单栏的“compile all”选项进行。确保在编译时启用覆盖率功能。 在编译完成后，进入仿真阶段。为了启用代码覆盖率，需要在命令行窗口输入“vsim -voptargs=+acc -coveragework.test”，然后运行“run-all”。另一种方式是在“simulate”菜单中选择“start simulate”，在“Others UI”界面勾选“enable code coverage”选项，然后运行“run-all”。 仿真结束后，可以在“Instance coverage”和“File”窗口查看覆盖率结果。这些数据显示了每个模块或文件的覆盖率情况，例如在示例中，testbench的覆盖率是100%，而sequ_dtcr模块的覆盖率是97.74%。如果发现有未覆盖的部分，例如状态机的default分支，这可能是为了防止状态机进入异常状态的设计。 为了验证default分支是否按照预期工作，可以通过强制状态机进入非法状态来达到100%覆盖率。在Wave窗口中，选择“current_state”信号，右键点击“Force”，输入非法状态值（如8’h03）。此外，也可以使用脚本命令“force-freezesim:/test/sequ_dtcr_t0/curr”来实现同样的效果。 通过这种方式，ModelSim不仅提供了代码覆盖率的统计，还帮助开发者识别和测试设计中的未被触达部分，确保设计的全面验证。在实际项目中，代码覆盖率分析是保证设计质量、减少设计错误的关键步骤。