1ModelSim的使用与Testbench的编写.doc

ModelSim的使用与Testbench的编写 Quartus操作和语法后，需要对手头的工作进行仿真验证， Quartus 9.x自带的Vector Waveform已经淘汰掉了，必须用 ModelSim进行仿真。现在就开始一步步入手ModelSim，并通过与Quartus无缝衔接实现仿真。本文使用了ModelSim10.0c + QuartusII 10.0，其他版本基本雷同，请自行研究。 源程序如下： module add( mclk, rst_n, a_in, b_in, c_out ); input mclk, rst_n; input[7:0] a_in, b_in; output[8:0] c_out; reg[8:0] c_out; always@(posedge mclk, negedge rst_n) begin if(!rst_n) c_out = 9h0; else c_out = a_in + b_in; end endmodule 请建立工程，将源程序编译通过. 1.设置第三方EDA工具 在Tools - Options中设置ModelSim的安装路径，注意要设置到win32文件夹（64位软件对应的就是win64）。 建立一个工程（依然以加法器为例）。在Assignments - Settings中设置仿真工具为ModelSim。这样Quartus就能无缝调用ModelSim了。 ?当然也可以在建立工程的时候就设置仿真工具。 ? 2.编写Testbench 说到Testbench，你可以叫它Testbench，或者Testbenches，但不是Test Bench。说起来，就连Quartus也没注意这个问题，至于原因嘛参见Common Mistakes In Technical Texts一文。文章中还列举了些别的错误用语，包括Flip-flop不能写成Flipflop，等等。文章链接： /papers/Technical_Text_Mistakes.pdf ? 我们可以通过Quartus自动生成一个Testbench的模板，选择Processing - Start - Start Test Bench Template Writer，等待完成后，在导航栏中打开刚才生成的Testbench，默认是保存在simulation\modelsim文件夹下的.vt格式文件。 ? 打开vt文件后可以看到Quartus已经为我们完成了一些基本工作，包括端口部分的代码和接口变量的声明，我们要做的就是在这个做好的模具里添加我们需要的测试代码。 一个最基本的Testbench包含三个部分，信号定义、模块接口和功能代码。 表示仿真的单位时间为1ns，精度为1ps。想要进行仿真首先要规定时间单位，而且最好在Testbench里面统一规定时间单位，而不要在工程代码里定义，因为不同的模块如果时间单位不同可能会为仿真带来一些问题，而timescale本身对综合也就是实际电路没有影响。 其实Testbench本身可以看做一个模块或者设备（本例中的模块名为add_vlg_tst），和你自己编写的模块进行通信。通过Testbench模块向待测模块输出信号作为激励，同时接收从待测模块输出的信号来查看结果。因此，在待测模块中的reg型信号在Testbench中就变成了wire，待测模块中的wire型信号在Testbench中则对应为reg型。那么inout怎么办呢，inout型信号也要设成wire，同时要用一个reg型信号作为输出寄存器，同时设置一个三态门，由一个使能信号控制，如：assign?inout_sig = out_en ? out_reg : 1’bz; ? 处理完接口和声明之后，需要自己设置一些激励信号，激励信号的内容就是肯能会输入到待测模块中的波形。下面我们就来写一个简单的测试程序。 首先需要一个复位信号： initial begin ?? rst_n = 0; ?? #100 rst_n = 1; end initial开头的这个过程在Testbench中只执行一次，#100表示延时了100个时间单位，我们之前已经通过timescale进行了设置，这里延时了100ns。这就有点类似于C语言了，代码通过延时被顺序执行，rst_n在0时刻为低电平（也就是逻辑0），100ns后变成高电平，从而形成了一个上电复位。 ? 其次是时钟，使用always模块来完成： initial begin ?? mclk = 0; end ? always begin #10 mclk = ~mclk; end always模块中的代码会不断重复执行，利用这个特点，每10ns翻转一次m