原创 通过文件读写方式实现Matlab和Modelsim的联合仿真

        i <= i + 8'd1;

        end

end

    这样利用data_out就可以输出一个正弦波波形，下图是Molesim仿真产生的正弦波波形：

    2. Matlab对Modelsim仿真生成的数据进行分析

        Matlab对Modelsim仿真生成数据的处理也是通过文件读写实现的。即通过Verilog语句，将仿真过程中的某个信号写入文件，然后在Matlab中在把这个文件的数据读出来，就可以在Matlab中进行分析了。

    下图也通过一个简单的例子，说明一下整个过程。

    以下的Verilog语句实现将信号data_out的数据写入data_out.txt文件

    integer w_file;

    initial w_file = $fopen("data_out.txt");

    always @(i)

    begin

        $fdisplay(w_file,"%h",data_out);

        if(i == 8'd255)    //共写入256个数据

            $stop;

    end

    下图是截取的data_out.txt的部分内容：

    然后就可以编一小段Matlab的程序将data_out.txt中的数据读取进行分析了。下面一段Matlab的程序是将数据读取，并通过图形显示出数据的波形。

    fid = fopen('data_out.txt','r');

    for i = 1 : 256;

        num(i) = fscanf(fid, '%x', 1);    %这句话的意思是从fid所指的文件以16进制方式读出一个数据。

    end

    fclose(fid);

    plot(num);

    当利用fscanf函数时要注意两点，

    第一：保证读取的数据格式和文件中保存的数据格式是相同的，例如这里文件中保存的格式是十六进制，所以读取的时候也应该以十六进制的形式读出。

    第二：要保证文件中数据的个数和设定的读取的数目（这里是256）保持一致。例如，要将生成文件data_out.txt中多余的换行符去掉（一般最后会多出一行），否则Matlab会将空的行也当做一个数据，从而两个数目不一致，导致Matlab报错。

    下图是Matlab将data_out.txt中的数据读出，并显示出的波形：

    当然，有了Matlab这个强大的工具，也就可以很方便的看信号的频谱等信息了。

    另外在说一点，就是关于通过Verilog将数据写入文件有多种方法，上面用的是$fdisplay这个系统函数，当然还有$fmonitor和$fwrite等几个命令，下面简单说一下这几个命令的不同。

• 
  
• 
  
  $fdisplay
  
  

  这个命令需要有触发条件，才会把数据写入文件，例如，上例的触发条件就是always(i)，当i变化的时候才写入。每写入一次数据会自动增加一个换行符。

  
  
• 
  
  $fmonitor
  
  

  这个命令不需要触发条件，只要有变化就可以将数据写入文件。例如可以通过以下语句：

  
  

  initial $fmonitor(w_file,"%h",data_out);

  
  

  这样可以将整个仿真过程产生的data_out数据都写入文件中。

  
  
• 
  
  $fwrite
  
  

  这个命令和$fdisplay基本相同，也是需要触发条件才会写入，不同的是每写入一个数据不会自动添加换行符。例如可以通过以下语句：

  
  

  always @(posedge clk)

  
  

  begin

  
  

      $fwrite(w_file,"%h\n",data_out);

  
  

  end

    关于这几个命令的详细介绍，大家可以参考Verilog的相关数据。

        简单总结一下上面用到的几个函数：

• 
  
• 关于Matlab的函数有：fopen， fscanf，fclose。
  
• 关于Modelsim的函数有：$fopen， $fclose，$readmemh，$readmemb，$fmonitor，$fdisplay，$fwrite。

    上面就是我关于Matlab和Modesim进行联合仿真的一些心得，如果大家还有其他更好的方法，希望不吝赐教啊！

    下面是相关的代码，包括Matlab的代码和Verilog的代码。