ModelSim仿真器使用教程：从RTL到门级仿真

"本教程是关于如何启动和使用ModelSim仿真器的中文指南，涵盖了从设计输入、RTL仿真到门级仿真、时序分析的PLD设计流程，并详细介绍了ModelSim的各种版本及其功能特性。" 在电子设计自动化（EDA）领域，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。它是工业标准的仿真器之一，提供多种版本以满足不同用户的需求，如ModelSim/VHDL、ModelSim/Verilog、ModelSim/LNL、ModelSim/PLUS以及ModelSim/SE。 PLD（可编程逻辑器件）设计通常遵循一系列步骤，包括设计输入、RTL（寄存器传输级）仿真、设计综合、门级仿真、布局和布线、时序分析等。在设计输入阶段，设计师编写行为或结构描述的代码。RTL仿真主要用于功能验证，确认逻辑设计在不考虑时间延迟的情况下是否正确。如果需要，可以在此阶段对设计进行编辑。接下来，设计会被综合成特定工艺的门级表示，并进行优化，以满足面积和性能要求。在门级仿真阶段，时序仿真进行，检查设计在实际工艺中的运行效果。如果不符合性能规范，可能需要再次编辑。最后，经过时序分析后，设计将进行版图设计，并在真实硬件上进行验证。 ModelSim提供了全面的仿真功能，支持多种语言标准，如'87VHDL、'93VHDL、IEEE1364-95 Verilog，以及SDF1.0-3.0、VITAL2.2b和VITAL'95等时序描述文件格式。其用户界面友好，包括main主窗口、structure结构窗口、process处理窗口、Signal&variable信号和变量窗口、dataflow数据流窗口以及source源窗口和Wave&list波形和列表窗口。用户可以通过交互式的命令行或用户界面（UI）进行操作，课程主要关注UI的使用。 在使用ModelSim进行仿真时，会涉及到基本的仿真步骤，例如加载设计源文件、编译、初始化仿真环境、运行仿真以及查看和分析结果。Quartus输出的仿真文件可以直接在ModelSim中进行解析和仿真，这对于基于Altera FPGA的设计尤其有用。时序仿真是验证设计在实际速度条件下是否满足性能要求的关键步骤，它包括对设计进行配置、设置时钟和其他时序约束，然后运行仿真并分析波形结果。 本教程将帮助用户理解和掌握如何启动和操作ModelSim进行设计验证，无论是在早期的功能验证还是后期的时序验证，都是PLD设计过程中不可或缺的一部分。通过学习，用户能够更有效地使用ModelSim这一强大的工具来提升设计质量与效率。