ModelSim教程:PLD设计流程与仿真解析
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更新于2024-07-30
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本教程面向初学者,分享了关于ModelSim的基本使用和PLD(可编程逻辑器件)设计流程。ModelSim是一款广泛使用的仿真工具,由Model Technology公司开发,支持Verilog和VHDL两种硬件描述语言的仿真。
1. 典型的PLD设计流程:
设计流程包括设计输入、RTL仿真、设计综合、门级仿真、布局和布线、时序分析、系统上验证以及修改设计等步骤。设计输入阶段,设计师需要编写行为或结构描述。RTL仿真(使用ModelSim)主要用于功能仿真,验证逻辑模型,但不考虑时间延迟。设计综合则将设计翻译成目标工艺,并进行优化以满足面积和性能要求。布局和布线阶段,设计会被映射到目标工艺的特定位置,使用指定的布线资源。门级仿真阶段进行时序仿真,确保设计在实际环境中能够正常工作。时序分析用于验证性能规范,如果不符合要求,可能需要返回设计编辑。最后是版图设计,包括仿真版图设计,以及在板上的编程和测试。
2. ModelSim概览:
ModelSim是一款强大的仿真器,具有多种版本以适应不同需求。它支持'87VHDL、'93VHDL、IEEE1364-95 Verilog等标准,以及SDF1.0-3.0、VITAL2.2b、VITAL'95等时序描述格式。ModelSim提供了友好的用户界面,如main主窗口、structure结构窗口、process处理窗口、Signal&variable信号和变量窗口、dataflow数据流窗口、source源窗口和Wave&list波形和列表窗口,方便用户操作。此外,ModelSim还支持通过交互式命令行(Cmd)和用户界面(UI)进行操作。
3. ModelSim仿真步骤:
- 基本的仿真步骤包括设置工程、添加源代码、编译、运行仿真以及查看结果。
- 用户界面(UI)提供菜单和命令行输入,是课程主要讨论的部分。
- 功能仿真用于验证设计的功能正确性,Quartus输出的仿真文件可以被ModelSim读取以进行进一步验证。
- 时序仿真则关注设计的时序特性,确保设计在实际时钟速度下仍能正确工作。
通过本教程,初学者可以快速掌握ModelSim的基本操作和PLD设计流程,为后续的数字逻辑设计和验证打下坚实基础。
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