PLD设计流程与ModelSim仿真工具详解

"该资源是一份关于典型的PLD（可编程逻辑器件）设计流程的教程，特别提到了在ModelSim环境下进行仿真操作的步骤。主要内容包括设计输入、RTL仿真、综合、布局和布线、门级仿真、时序分析、系统验证等阶段，并对ModelSim这一仿真工具进行了详细介绍，强调其在Verilog和VHDL仿真中的广泛应用。" 在电子设计自动化（EDA）领域，PLD设计流程是创建和优化数字硬件设计的关键步骤。一个典型的PLD设计流程包括以下几个阶段： 1. **设计输入**：在这个阶段，设计师会使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来描述设计的行为或结构。这通常被称为行为或RTL（寄存器传输级）描述。 2. **RTL仿真**：使用工具如ModelSim进行功能仿真，验证逻辑模型的功能正确性，但不考虑实际电路的时间延迟。如果发现设计问题，需要返回此阶段进行修改。 3. **综合**：综合工具将RTL代码转换为目标工艺的门级表示，同时进行优化，以满足面积和性能要求。 4. **布局和布线**：此阶段将设计映射到具体的PLD芯片上，分配逻辑单元并连接它们，确保符合硬件资源限制。 5. **门级仿真**：在ModelSim中进行时序仿真，检查设计在实际速度下的行为，验证其是否能在目标工艺中正常工作。如果存在问题，可能需要回到前面的阶段进行调整。 6. **时序分析**：通过分析设计的时序特性，确认其是否满足性能规范。如果不满足，可能需要重新优化设计。 7. **系统验证**：最后在实际系统中验证设计，确保其满足所有需求和标准。 ModelSim是广泛使用的仿真工具，由Model Technology公司开发，支持Verilog和VHDL仿真。它提供了多种版本，如ModelSim/SE、ModelSim/PLUS等，以满足不同用户的需求。ModelSim具有全面的语言支持，包括'87VHDL、'93VHDL、IEEE1364-95 Verilog等，并提供友好的用户界面，如主窗口、结构窗口、处理窗口、信号和变量窗口、数据流窗口以及源窗口等。用户可以通过交互式命令行或用户界面进行仿真操作。 在学习如何使用ModelSim时，通常会涵盖基本的仿真步骤、用户界面操作、功能仿真、Quartus（Altera的综合工具）输出的仿真文件的使用以及时序仿真的实践。通过这些步骤，设计师能够有效地验证和优化他们的PLD设计。