原创 【博客大赛】FPGA实战演练逻辑篇68：ModelSim软件概述

ModelSim软件概述

本文节选自特权同学的图书《FPGA设计实战演练（逻辑篇）》

配套例程下载链接：http://pan.baidu.com/s/1pJ5bCtt

         提到FPGA的仿真验证，虽然有众多的EDA工具可供选择，但是大家首先想到的肯定是出自Mentor公司的ModelSim，它常常作为FPGA器件原厂配套开发工具的第三方仿真工具使用。在第四章的第3节里我们介绍了ModelSim的安装，而第六章的各个入门实例中，尤其是第1节里，我们非常详细的手把手的指导大家如何使用ModelSim这个强大的好帮手应用于工程中。但是，可能很多读者对这个ModelSim的庐山真面目还不是十分了解。不要紧，本节我们就要和大家一起系统全面的重新认识一下这个工具。（特权同学，版权所有）

         如图9.3所示，这是ModelSim运行工作后的主窗口界面，除了常见的菜单栏和工作区，我们还可以通过点击View菜单下的各个子菜单，打开相应的各种工作窗口。这些工作子窗口可以各种组合的方式显示在界面中供用户使用。（特权同学，版权所有）

图9.3 ModelSim主界面

         如果嫌这些子窗口嵌在主界面中显示太小了，可以如图9.4所示，点击子窗口右上角的Dock/Undock按钮将其展开为一个独立的大窗口查看。尤其在查看波形的时候，我们会独立窗口进行查看。（特权同学，版权所有）

图9.5 Dock/Undock按钮

         限于篇幅，菜单栏和工具栏的功能我们无法详细介绍，大家可以找本专门介绍ModelSim的书看看，或者直接使用软件附带的Help来学习。这里我们对一些常用界面窗口和基本概念做一些介绍。（特权同学，版权所有）

         Library，即库，如图9.6所示。但凡做仿真，我们不能不提“库”，即便是叫法不同，但是都是一个意思。如果通俗的解释这个“库”，我认为可以认为它指的就是“仿真模型”。比如我要对某一个FPGA器件做仿真，那么就要有一个和实际FPGA器件相当的一个模型可供Verilog或VHDL语法进行综合或映射后执行其所要实现的设计功能和性能。而“库”就是提供了这样一种模型。因此我们说FPGA仿真中“库”必不可少。那么这些“库”从何而来？既然是必须的，那么厂商们一定已经把它们准备好了，没错，FPGA厂商提供的工具软件里面肯定都包含了这些仿真库。如果我们使用了类似ModelSim-Altera这样的仿真工具，那么“库”的获取就更加“唾手可得”了，根本不需要我们再去做任何“库”的加载配置工作，它已经集成在了工具中，我们只管运行仿真脚本，无需在意它，甚至它的存在与否可能我们还未必能感觉到。除了FPGA器件产生提供的“库”，用户自己编写的测试用例也会出现在ModelSim的工作库中。（特权同学，版权所有）

图9.6 Library子窗口

         Transcript，即命令窗口，它的主要作用是输入操作命令和显示输出信息。ModelSim的功能异常强大，但是菜单栏里的那些列项并不足以覆盖所有的可用命令，必须通过命令输入的方式来实现。当然了，我们在测试脚本中编写的诸如$display、$monitor等显示命令，它也都会显示在Transcript窗口中。Transcript窗口的输入命令和输出信息如图9.7所示。（特权同学，版权所有）

图9.7 Transcript窗口

         Wave，即波形，这是最直观也是最常见的仿真结果观察窗口。Wave窗口如图9.8所示。（特权同学，版权所有）

图9.8 Wave窗口

         仿真运行后，默认加载到Wave窗口中的输入输出信号只有待测试设计顶层文件的输入和输出信号。如图9.9所示，设计者也可以通过sim窗口和Objects窗口来选择需要观察的信号，将它们也添加到Wave窗口中。（特权同学，版权所有）

图9.9 sim窗口和Objects窗口

         ModelSim各种强大实用的功能，还有待大家在实践过程中摸索。在前面章节的各个入门实例中，我们都给出了仿真测试的脚步和基本操作步骤，相信大家通过本章的概述和前面的实践操作后，一定能够掌握使用ModelSim进行仿真验证的基本方法。（特权同学，版权所有）