Всем привет! Надеюсь, все хорошо провели праздники и готовы с новыми силами покорять высоты FPGA разработки.
Сегодня я хочу написать небольшой гайд по запуску тестбенчей на Verilog/SystemVerilog в ModelSim без использования GUI.
План будет такой:
- Добавление пути к ModelSim в PATH.
- Написание скрипта с объяснением команд.
- Запуск ModelSim с исполнением написанного скрипта.
Поехали! Чтобы начать, на руках нужно иметь следующее:
- установленный ModelSim;
- готовый проект на Verilog/SystemVerilog;
- готовый тестбенч на Verilog/SystemVerilog;
В качестве примера будем рассматривать проект HappyNY
Итак, приступим.
1. Добавление пути к исполняемому файлу modelsim в PATH
Проверить, нужно ли это делать, можно легко: наберите в командной строке modelsim
, если после этого запустится ModelSim, значит, текущий пункт можно пропустить. В противном случае, для Windows это делается следующим образом: открывается командная строка и пишется команда
set PATH=%PATH%; C:\Progs\ModelSim10_5\win64
в которой указан путь к исполняемому файлу modelsim (после; вам нужно указать свой путь к исполняемому файлу). После выполнения команды проведите проверку, указанную в начале этого пункта, если что-то не так, то повторите пункт.
2. Написание скрипта для запуска
ModelSim имеет командую строку, в которой вы может набирать разнообразные команды для запуска и управления симуляцией. Довольно подробный гайд по командам можно посмотреть вот здесь или здесь. Для скриптов ModelSim принят формат файла *.do. Создаём файл с указанным расширением в любом текстовом редакторе (блокнот, sublime text, vim, notepad++, НО НЕ WORD!!!), и пишем туда следующие команды:
transcript on
vlib work
Разберём этот кусочек скрипта.
Команда transcript
с флагом on
— это тоже самое что echo
, т.е. после указания этой команды все последующие команды, указанные в скрипте, печатаются при выполнении в командной строке ModelSim, т.е. становится видно, какая команда когда исполнялась и после какой из них возникла ошибка (если возникла).
Команда vlib
создаёт библиотеку проекта с именем work
.
Продолжаем:
vlog -sv +incdir+./ ./happyNY.sv
vlog -sv +incdir+./ ./tb.sv
Команда vlog
с флагами — это вызов компилятора Verilog.
Флаг -sv
, как вы уже догадались, указывает компилятору использовать стандарт SystemVerilog. Компилируются файлы все независимо, в отличие например от Quartus, поэтому если вы делаете, например, import
каких-то частей package
, то нужно делать их в каждом файле, где они используются, либо прямо внутри файла, содержащего package
(Quartus, если не предусмотреть стражей включения, выкинет в этом случае ошибку).
Флаг +incdir+../
показывает, где компилятор должен искать включаемые файлы (т.е. файлы, указанные в коде с директивой `include
).
Далее идёт имя компилируемого файла.
Продолжаем:
vsim -t 1ns -voptargs="+acc" tb
Команда vsim
— это запуск симуляции.
Флаг -t
задаёт точность временной сетки.
Флаг -voptargs получает аргументы для последующего автоматического вызова оптимизатора vopt, т.е. произойдёт вызов vopt +acc. Этот флаг включает оптимизации для разных объектов в проекте и включает видимость этих объектов в симуляторе. Подробнее прочитать про него можно здесь на стр. 154.
В конце идёт имя top-level тестбенча, в данном примере оно совпадает с именем файла.
И, наконец, последняя часть скрипта:
add wave /tb/clk
add wave /tb/rst
add wave -radix ASCII /tb/symbol
configure wave -timelineunits us
run -all
wave zoom full
Сначала мы добавляем нужные нам сигналы на форму Wave Window командой add wave
. Обратите внимание, что у одного из сигналов изменён формат отображения на символьный с помощью флага -radix ASCII
.
Далее мы устанавливаем единицы шкалы временной сетки. Запускаем симуляцию по сценарию, написанному в тестбенче. Растягиваем (или сжимаем) картинку в Wave Window так, чтобы она поместилась точно в размер окна.
3. Запуск ModelSim с исполнением скрипта
Первым делом нужно открыть командную строку или терминал и перейти в директорию, где лежит ваш скрипт и файлы проекта. Затем нужно запустить исполняемый файл modelsim с ключом -do <script_name>
, в нашем случае:
modelsim -do happyNY.do
Больше ничего делать не нужно. Если по какой-то причине вы не смогли добавить путь к ModelSim в переменные среды, вместо modelsim можно указать полный путь к исполняемому файлу. Если и это не сработало, то, запустив ModelSim вручную, можно в командной строке ModelSim перейти в директорию проекта и запустить наш скрипт командой:
do happyNY.do
После всех описанных процедур вы должны увидеть вот такую картинку:
Спасибо за внимание, удачи!