【国产FPGA应用】紫光Pango Design联合 Modelsim 仿真方法

文章详细介绍了如何在FPGA开发中使用紫光PangoDesignSuite与Modelsim进行联合仿真,包括三种添加仿真库的方法:通过PangoDesignSuite工具、使用tcl脚本和直接添加预编译库。此外,还展示了对紫光同创PLLIP核的仿真过程。

Modelsim 是 FPGA 开发中重要的 EDA 设计仿真工具,主要用于验证数字电路设计是否正确。我们经常用Xilinx的ISE或者Vivado与Modelsim进行联合仿真,其实国产FPGA开发工具也可以与Modelsim进行联合仿真,对于设计比较复杂的应用还是非常方便的,联合仿真的应用思路是一样的。

下面以紫光 Pango Design Suite 与 Modelsim 的联合仿真环境搭建以及使用流程进行详细介绍,具体方法如下:

添加仿真库

方法一

    打开 Pango Design Suite,点击 Tools -> Compile Simulation Libraries,在弹出来的窗口中,设置需要编译的器件库、编译库路径、Modelsim 路径。

点击 Compile,等待编译结束。

 

最后,打开前面设置的编译库路径,将 modelsim.ini 配置文件拷贝到 Modelsim 安装路径下。打开 Modelsim,在 Library 列表中看到以下库名称,就说明库编译完成了。

 

方法二

    如果不想使用 PDS 软件编译仿真库,还可以通过 tcl 脚本编译仿真库。首先,在桌面新建文本文件 pango_sim_compil

紫光同创 FPGA开发环境 Pango Design Suite(PDS)支持与 ModelSim 仿真工具的联合使用,以便进行数字电路的功能验证和时序仿真。以下是配置和使用指南: ### 配置步骤 1. **安装 Pango Design SuiteModelSim** - 确保已安装最新版本的 Pango Design SuiteModelSim 工具。PDS 是紫光同创提供的集成开发环境,而 ModelSim 是用于仿真的第三方工具。 2. **设置 ModelSim 的路径** - 打开 Pango Design Suite,进入 `Tools > Options` 菜单。 - 在 `Options` 对话框中,找到 `Simulation` 选项卡。 - 在 `Simulation Tool` 部分,选择 `ModelSim` 并设置其安装路径。确保路径指向 ModelSim 的可执行文件目录(通常是 `win32` 或 `win64` 文件夹)。 3. **添加仿真库** - 在 PDS 中,进入 `Tools > Launch Simulation Library Compiler`。 - 选择目标 FPGA 器件型号,并指定仿真工具为 ModelSim。 - 按照向导完成仿真库的编译和添加。这些库文件将用于仿真过程中对 FPGA 器件行为的建模。 4. **生成仿真脚本** - 在 PDS 中,完成设计输入和综合后,进入 `Simulation` 流程。 - 选择 `Functional Simulation` 或 `Timing Simulation` 模式,根据需要生成仿真网表。 - PDS 将自动生成仿真所需的 `tcl` 脚本文件,通常位于工程目录下的 `sim` 文件夹中。 5. **运行联合仿真** - 在 PDS 中,点击 `Run Simulation` 启动 ModelSim。 - ModelSim 将自动加载生成的 `tcl` 脚本,并运行仿真。 - 可以在 ModelSim 中查看波形、调试信号,并验证设计的功能是否符合预期。 ### 仿真流程示例 - **编写测试激励** - 在 Verilog 或 VHDL 中编写测试模块,提供输入激励信号,例如时钟信号、复位信号和数据输入。 - **运行仿真** - 使用 PDS 启动 ModelSim 后,可以运行仿真并观察输出波形。 - 如果需要更复杂的仿真场景,可以手动修改 `tcl` 脚本以添加额外的仿真命令。 - **分析结果** - 在 ModelSim 中查看仿真结果,检查设计是否按预期工作。 - 如果发现问题,可以返回 PDS 修改设计,并重新生成仿真文件进行验证。 ### 示例代码 以下是一个简单的 Verilog 测试模块示例,用于测试一个简单的 D 触发器: ```verilog module dff_test; reg clk, reset, d; wire q; // 实例化被测模块 dff uut ( .clk(clk), .reset(reset), .d(d), .q(q) ); // 生成时钟信号 initial begin clk = 0; forever #5 clk = ~clk; // 10ns 周期 end // 测试过程 initial begin reset = 1; d = 0; #10 reset = 0; // 释放复位 #10 d = 1; #10 d = 0; #10 $finish; end endmodule ``` ### 联合仿真与图像处理 如果需要进行图像处理仿真,可以结合 MATLAB 和 ModelSim 进行联合仿真。具体流程如下: - 使用 MATLAB 将图像文件(如 `.jpg` 或 `.bmp`)转换为纯数据格式(如 RGB 或灰度数据),并保存为 `.txt` 文件。 - 将 `.txt` 文件作为激励源输入到 Verilog 工程中。 - 在 ModelSim 中运行仿真,将处理后的数据输出并保存为 `.txt` 文件。 - 最后使用 MATLAB 将处理后的 `.txt` 文件转换回图像格式(如 `.bmp`),以便查看处理结果 [^4]。
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