使用ModelSimSE进行ALTERA FPGA的功能与时序仿真教程

"modelsimse学习手册 - FPGA功能仿真与时序仿真的方法" 在FPGA设计过程中，ModelSimSE是一款非常重要的仿真工具，它能够帮助开发者在实际硬件部署之前验证和调试逻辑设计。本手册主要关注如何使用ModelSimSE进行ALTERA FPGA的设计仿真。 首先，确保你已经安装了以下必要的软件： 1. Quartus II：这是ALTERA提供的综合、适配、编程和调试工具，用于FPGA设计。文中提到的是Quartus II 6.1版本，但请注意，随着ALTERA被Intel收购，现在的版本可能已经更新为Quartus Prime。 2. ModelSimSE：这是一款强大的混合信号系统级仿真器，支持ALTERA的仿真库。你需要确保ALTERA的仿真库已经正确安装，并与ModelSimSE集成。 在开始仿真之前，你需要创建一个简单的工程作为例子。按照以下步骤操作： 1. 创建新工程，命名为“lpm_shift”，选择目标器件，如Cyclone II EP2C5Q208C。 2. 使用MegaWizard Plug-In Manager生成一个LPM_SHIFTREG模块，选择Verilog语言，配置输出文件。 3. 该示例使用了ALTERA的LPM库，设置完成后生成模块代码。 4. 添加异步清零功能，并将生成的“lpm_shift.v”文件添加到工程中。 5. 编写测试平台（TestBench）以验证模块功能。测试平台通常是一个独立的Verilog文件，模拟输入信号并检查输出，确保设计按预期工作。 ModelSimSE支持多种仿真流程，这里介绍一种有效的方法： 1. 在Quartus II中完成设计后，通过File > Add/Remove Files in Project将所有相关文件添加到工程。 2. 创建一个新的Verilog测试平台文件（top_tb），定义测试用例，包括初始化信号、激励生成以及期望的响应检查。 3. 在ModelSimSE中打开工程，编译所有源文件，确保没有语法错误。 4. 运行仿真，观察波形窗口中的信号变化，分析设计行为。 5. 如果需要，可以设置断点，单步执行，或者改变激励，进行深入的调试。 在进行功能仿真时，主要关注设计是否满足逻辑功能。而时序仿真则涉及到信号的时序特性，例如延迟、时钟周期等，以确保设计在实际时钟速度下能正常工作。在ModelSimSE中，可以通过设置不同的时钟源和观察信号的定时来完成时序分析。 通过这个手册，你将了解如何利用ModelSimSE与Quartus II协同工作，进行ALTERA FPGA的设计验证，从而提高设计质量和效率。对于初学者和有经验的工程师来说，熟悉这些步骤都是确保FPGA项目成功的关键。