使用Modelsim手动仿真

FPGA设计流程

在设计输入之后,设计综合前进行 RTL 级仿真,称为综合前仿真,也称为前仿真或 功能仿真。前仿真也就是纯粹的功能仿真,主旨在于验证电路的功能是否符合设计要求,其特点是不考虑电路门延迟与线延迟。在完成一个设计的代码编写工作之后,可以直接对代码进行仿真,检测源代码是否

符合功能要求。这时,仿真的对象为HDL代码,可以比较直观的观察波形的变化,在设计的最初阶段发现问题,节省大量的精力。

在布局布线后进行的仿真称为布局布线后仿真,也称为后仿真或时序仿真。时序仿真可以真实地反映了逻辑的时延与功能,综合考虑电路的路径延迟与门延迟的影响,验证电路能否在一定时序条件下满足设计构想的过程,是否存在时序违规。

接下来我们说一下 ModelSim 软件的使用,ModelSim 的使用主要分为两种情况,第一种就是直接使用ModelSim软件进行仿真,也就是手动仿真;第二种情况就是通过其它的EDA工具如Quartus II调用Modelsim进行仿真,这种情况也就是我们通常所说的自动仿真或者联合仿真。不管是手动仿真还是自动仿真,它们都遵循以下3个步骤:

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<think>好的,我现在需要回答用户关于Quartus不使用ModelSim进行仿真的替代方案的问题。首先,我需要回顾用户提供的引用内容,看看是否有相关的信息。根据引用[1]到[4],用户提到的是如何将ModelSim集成到Quartus中进行仿真,但用户现在想找的是不依赖ModelSim的方法。 首先,我应该考虑Quartus自带的仿真工具。用户提到在引用[3]和[4]中,他们通过Tools菜单运行RTL仿真,这可能使用的是Quartus Prime自带的仿真器。我需要确认是否Quartus有内置的仿真工具,比如Intel FPGA仿真工具,或者是否在安装时可以选择其他仿真器。 其次,用户可能想使用其他第三方仿真工具,比如VCS、NC-Verilog或Xcelium。这些工具通常需要额外的许可证,但可能提供更快的仿真速度或更好的功能。需要说明如何在Quartus中配置这些工具,类似于如何配置ModelSim。 另外,开源工具如Icarus Verilog或Verilator也可能是替代方案。虽然它们可能不完全集成到Quartus的图形界面中,但用户可以通过生成Testbench文件,然后手动运行这些工具进行仿真。引用[1]中提到了生成.vt文件,这可能就是Testbench,可以导出后用于其他工具。 还有,Quartus支持命令行和脚本操作,用户可能通过编写脚本自动化仿真流程,而不依赖GUI。例如,使用quartus_sh命令来执行仿真步骤,结合其他工具进行验证。 需要注意的是,不同的仿真工具可能需要不同的设置步骤,比如指定仿真库、路径等。用户可能需要查阅Quartus的文档,了解如何配置其他仿真器。此外,部分第三方工具可能需要特定的接口或插件才能与Quartus集成。 最后,需要确保回答结构清晰,分点列出替代方案,并引用相关的用户引用内容。例如,在提到生成Testbench时,可以引用[1]和[3],说明如何生成.vt文件用于其他工具。同时,在讨论命令行脚本时,可以引用[2]和[4]中提到的仿真脚本修改方法。</think>在Quartus开发流程中,若需不依赖ModelSim进行仿真,可采用以下替代方案: ### 一、使用Quartus Prime内置仿真器 1. **RTL Simulation功能** Quartus Prime 21.1+版本已集成轻量级仿真引擎,通过`Tools > Run Simulation Tools > RTL Simulation`直接启动(如引用[3][4]所述)。该工具支持基础波形观测,但功能较ModelSim简化,适合快速验证。 2. **Fast Functional Simulation** 在编译后选择`Tools > Run Simulation Tools > Fast Functional Simulation`,利用Quartus自带的快速仿真模式验证时序逻辑,无需生成完整网表。 ### 二、第三方商业工具集成 1. **Synopsys VCS/Xcelium** 需在`Tools > Options > EDA Tool Options`中指定工具路径,通过`Assignments > Settings > Simulation`选择工具类型,支持Verilog/VHDL协同仿真。 2. **Cadence Xcelium** 配置方法与VCS类似,需额外配置`cds.lib`库映射文件,支持UVM验证框架集成。 3. **配置步骤示例** ```tcl # Quartus Tcl脚本示例 set_global_assignment -name EDA_SIMULATION_TOOL "VCS" set_global_assignment -name EDA_OUTPUT_DATA_FORMAT "VERILOG HDL" ``` 如引用[2]所述,需仿效Modelsim脚本修改流程适配其他工具。 ### 三、开源工具链方案 1. **Icarus Verilog + GTKWave** - 通过`Processing > Start > Start Test Bench Template Writer`生成.vt文件(引用[1]) - 手动执行`iverilog -o out.vvp design.v testbench.v` - 波形查看使用`vvp out.vvp && gtkwave dump.vcd` 2. **Verilator系统级验证** 将Quartus输出网表与C++测试平台结合: ```bash verilator --cc --exe --build design.v testbench.cpp ./obj_dir/Vdesign ``` 支持覆盖率分析和形式验证。 ### 四、混合验证流程 1. **Qsys系统控制台** 通过Tcl脚本实现硬件在环验证: ```tcl # 引用[4]类似流程改造 quartus_stp -t hw_debug.tcl start_insystem_source_probe read_probe_data ``` 2. **Signal Tap逻辑分析仪** 直接植入调试核实现实时信号捕获,替代部分仿真需求: ```verilog // 例化Signal Tap核 altsource_probe #(.WIDTH(8)) stp_inst ( .probe(data_bus), .source_clk(clock) ); ``` ### 五、云仿真服务 1. **EDA Playground** 导出Quartus生成的RTL代码(.v/.vhd)至该平台,选择多厂商仿真引擎。 2. **AWS EC2 FPGA** 通过云实例部署Quartus工程,利用Amazon FPGA Dev Kit进行硬件加速仿真
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