原创 Modelsim之时序仿真

利用ModelSim进行时序仿真（门级仿真），可以比较真实地反映出器件的延时情况，不过它也需要相关器件atom库的支持。

下面就用分频器实例简要说明一下：
1、在QuartusII中新建一个div工程。注意EDA Simulator的设置，可以新建工程时设置也可以后续再设置，如图：

Tool name选择ModelSim，Format for output netlist选择Verilog（会生成.vo的Verilog输出文件，若选择VHDL则会生成.vho的VHDL输出文件），其它的可以默认就行。
2、添加源文件，并编译。完了就会在当前工程目录下生成Simulation>ModelSim的文件夹，里面就存放了相关仿真所需要的文件，如.vo(verilog输出文件)，.sdo(延时文件)等。
3、打开ModelSim，并在刚才生成的ModelSim文件夹路径下新建一个div的工程。为了对比，分别进行功能仿真和时序仿真。
首先，功能仿真，这个比较简单，直接添加div.v源文件和div_tb.v测试文件，然后编译，完了直接运行仿真即可，得到结果如下：

可以看到输入、输出是没有延时的，只进行了功能仿真验证。
4、进行时序仿真，这时候就需要相关预编译库和延时文件的加入了。
a）将之前的div.v文件Remove，并添加div.vo文件，（因为div.vo就是div.v的输出文件，所以直接用QuartusII编译输出的div.vo就行了），然后编译div.vo和div_tb.v。
b）开始仿真设置。
首先，添加预编译的器件库，本例中用的是cycloneii_atoms，找到它所在位置并添加进来（具体这个库的编译之前已经有说过，这里就不多说了），完成后如图所示：

然后，添加SDF延时文件，也就是刚刚生成的div.sdo文件，点击Add后出现如下窗口：

加入SDF文件，另外还有一个选项就是Apply to Region，这里输入u_div，这个选项主要是指明时序仿真的实体名，即Testbench中实例化的div名（u_div），完了OK。
添加后的结果如下：

c）完成上述相关设置后，即可开始仿真了。点击div_tb顶层实体开始仿真。

仿真完成后的结果放大后如下：

与之前的功能仿真结果相比，可以明显看到输入输出具有了一定的延时，经测量是6063ps，大约6ns。
我们的器件选择是EP2C25F672C6，也就是它的速度等级是C6，即最小延时可以达到6ns，因此上面的时序仿真结果与此也是相符合的。

上面对ModelSim的时序仿真做了简要的说明，其实还可以让仿真更加便捷，比如让时序仿真（门级）在QuartusII编译完成后自动运行，这些待后续再补充。