怎么独立使用Modelsim进行工程仿真

下面将这一过程重新展示一遍，在“艾米电子”blog中采用的是ModelSim-Altera 6.5e (Quartus II 10.0) Starter Edition，在参考作者原来的基础上，我采用的平台是QuartusII11.1 +Questasim 10.0c(同为Mentor公司出品，Modelsim的增强版)

所以文章的模式同原来的文章采用同一个描述方式：

1 设计流程

使用Questasim 仿真的基本流程为

2 开始仿真工程建立

2.1 首先打开Questasim

图2.1 Questasim界面

打开后的界面如下图所示

图2.2 Questasim界面

1-选择择File>New>Preject创建一个新工程。打开的Create Project对话框窗口，可以指定工程的名称、路径和缺省库名称。一般情况下，设定Default Library Name为work。指定的名称用于创建一个位于工程文件夹内的工作库子文件夹。该对话框如图2.2所示，此外还允许通过选择.ini文件来映射库设置，或者将其直接拷贝至工程中。

图2.4建立工程project ： ssram

在这里我们选择新建一个文件夹，project name 叫ssram，不使用default的project locaion文件夹，而是用自己的一文件夹ssram，不使用default

library 采用自己新建的一个库ssram2，点击OK，关闭对话框。

图2.4 安排project所在的文件夹

2 关闭上一对话框后，会弹出新的一个Add items to the project 对话框：

图2.5 新添加文件对话框

在这一对话框里，我们看到在Add Items to the Project对话框中，包括以下选项：

• Create New File——使用源文件编辑器创建一个新的Verilog、VHDL、TCL或文本文件
• Add Existing File——添加一个已存在的文件
• Create Simulation——创建指定源文件和仿真选项的仿真配置
• Create New Folder——创建一个新的组织文件夹

1.单击Create New File，打开如下图所示的对话框：

图2.6 创建工程文件夹

2. 输入文件名称ssram_tst，在Add file as type（文件类型）中选择Verilog

3. 单击OK，关闭本对话框。新的工程文件将会在工程窗口显示。单击Close，以关闭Add Items to the Project。

单击选中project栏中ssram_tst文件，右键选择属性properities，可以看到文件所在位置正是我们新建的文件夹的位置。

图2.7 文件properities

4. 双击打开ssram_tst文件，（注意：若是Verilog文件已经关联了其他的文本编辑器，则双击后在关联的文本编辑器中打开）。

图2.8

右侧，便是代码输入窗口。在这一窗口中输入的是testbench代码，用于module的测试。

在ssram_tst.v中输入下面的测试代码：

`timescale 1 ns/ 1 ps
module SRAM_vlg_tst();
// constants                                           
// general purpose registers

reg [15:0] treg_SRAM_DATA;
reg clk50M;
reg rst_n;
// wires                                               
wire [17:0]  SRAM_ADDR;
wire SRAM_CE_n;
wire [15:0]  SRAM_DATA;
wire SRAM_LB_n;
wire SRAM_OE_n;
wire SRAM_UB_n;
wire SRAM_WE_n;
wire led_R;

// assign statements (if any)                          
assign SRAM_DATA = treg_SRAM_DATA;
SRAM i1 (
// port map - connection between master ports and signals/registers   //在例化的时候最好不用i1作为例化名，这样Modelsim可能不认识，起一个另外的名字最好
    .SRAM_ADDR(SRAM_ADDR),
    .SRAM_CE_n(SRAM_CE_n),
    .SRAM_DATA(SRAM_DATA),
    .SRAM_LB_n(SRAM_LB_n),
    .SRAM_OE_n(SRAM_OE_n),
    .SRAM_UB_n(SRAM_UB_n),
    .SRAM_WE_n(SRAM_WE_n),
    .clk50M(clk50M),
    .led_R(led_R),
    .rst_n(rst_n)
);
initial                                                
    begin                                                  
        rst_n = 1'b1;
        #500    rst_n <= 1'b0;
        #5000 rst_n <= 1'b1;
    end                                                    
                                               
initial begin
    clk50M =1'b0;
    forever    #10 clk50M <= ~clk50M; 
end
                                               
endmodule

录入完代码后，单击Save。出现下面的状态。

图2.9 输入testbench代码

在sava后，右侧的代码区关键词变成了红色//在例化的时候最好不用i1作为例化名，这样Modelsim可能不认识，起一个另外的名字最好。

其是本质和模块的调用是一致的，就是用tesrbench的代码去调用例化在testbench中的待测试Module。

声明好自己的testbench，reg和wire变量，然后再例化好待测试module，再编写测试代码，这样就可以了

5. 选择File>New>Source>Verilog，创建新的Verilog文件，如图2.10所示。

图2.10 建立新的source 文件，这便是要被测试的module代码。

6. 录入下面的代码，录入画面如图2.11 所示。

module SRAM(//host side take the chip as two side:one close to host,the other to the divice
            clk50M,
                rst_n,
                //SRAM signals
                SRAM_CE_n,    //Chip slect Input£¬
                SRAM_OE_n,    //Output Enable Input
                SRAM_WE_n,    //Write Enable Input
                SRAM_ADDR,    //address input
                SRAM_DATA,    //data inout
                SRAM_LB_n,    //Lower-byte Control (I/O0-I/O7)
                SRAM_UB_n,    //Upper-byte Control (I/O8-I/O15)
                //divice side 
                led_R
                );
                
input  clk50M;
input  rst_n;
inout    [15:0] SRAM_DATA;//data inout
output[17:0] SRAM_ADDR;//address
output SRAM_CE_n;//Chip Enable
output SRAM_WE_n;//Write Enable
output SRAM_OE_n;//Output Enable
output SRAM_LB_n;//Lower-byte Control (I/O0-I/O7)
output SRAM_UB_n;//Upper-byte Control (I/O8-I/O15)                    
output led_R;
//¶¨Òå¶ÁдÇëÇóÐźŠ   
wire write_req,read_req;

//------------------------------------------------------------
//ºê¶¨Ò壺ÑÓʱdelay 1.28s
reg[25:0] delay;    //ÑÓʱ¼ÆÊýÆ÷

always @ (posedge clk50M or negedge rst_n)
    if(!rst_n) delay <= 26'd0;
    else delay <= delay+1;    //²»¶Ï¼ÆÊý£¬ÖÜÆÚԼΪ1.28s
    
//--------------------------1.28sΪÖÜÆÚ----------------------------
assign write_req = (delay == 26'd9999);//ÏȾ­¹ý0.2msÑÓʱ£¬×¼±¸Ð´Êý¾Ý
assign read_req = (delay == 26'd19999);//дÊý¾Ý0.2msºó×¼±¸¶Á³öÊý¾Ý£¬¼´0.4msʱ¶Á³ö

assign RAM_CE_n = 1'b0;        //Chip Enable
assign SRAM_OE_n = 1'b0;    //output enable 
assign SRAM_LB_n = 1'b0;    //Lower-byte Control
assign SRAM_UB_n = 1'b0;    //Upper-byte Control
//---------------------------------------------------
//¶¨Òå3¸ö¼Ä´æÆ÷
reg [15:0] wr_data;    //дÈëÊý¾ÝµÄÖµ
reg [15:0] rd_data;    //¶Á³öÊý¾ÝµÄÖµ
reg [17:0] da_adrs;    //´æ´¢Æ÷µØÖ·µÄÖµ
reg led_r;

always @(posedge clk50M or negedge rst_n)
        if (!rst_n) wr_data <= 16'd0;
        else if (delay[9:0] == 10'd1023) wr_data <= wr_data+1'b1;    //Êý¾Ý×Ô¶¯¼Ó1
//ÿÖÜÆÚ0.6ms(29999¸öʱÖÓ)¾Í»á±ä»¯£¬20.48us£¨1024¸öʱÖÓ£©£¬Òò´óÔ¼ÊÇ26bit¶¼ÊÇ1²ÅÊÇΪ1.28s
//Ôڴ˾ÍÏ൱ÓÚÿ1.28s³ÉÁËÒ»¸öÑ­»·£¬Ã¿µ±26λ¶¼±ä³ÉÁË1ʱ£¬²Å¿ªÊ¼Ï´ζÁд
always @(posedge clk50M or negedge rst_n)        
        if (!rst_n) da_adrs <= 1'b0;
        else if(delay[9:0] == 10'd1023) da_adrs <= da_adrs+1'b1;    //µØÖ·×Ô¶¯¼Ó1
        
//ÔÚÕâÀï±È½ÏдÈëºÍ¶Á³öµÄÊý¾ÝÊÇ·ñÒ»ÖÂ
always @(posedge clk50M or negedge rst_n)        
    if (!rst_n) led_r <= 1'b0;
    else if (wr_data == da_adrs) led_r <= 1'b1;
    else led_r <= 1'b0;
    assign led_R =led_r;
    
/////////////////////////////////////////////////////////////////////
`define delay_160ns (cnt == 3'd7)

reg [2:0] cnt;
reg [2:0] state_now,state_next;

parameter IDLE = 3'b000,
             WR0 = 3'b001,
             WR1 = 3'b010,
             RD0 = 3'b011,
             RD1 = 3'b100;
//------------------------------------------------------------
//״̬»úÍê³É¶Áд״̬ת»»             
always @ (posedge clk50M or negedge rst_n)
    if(!rst_n) cnt <= 3'd0;
    else if(state_now == IDLE) cnt <= 3'd0;
    else cnt <= cnt+1'b1;             

always @(posedge clk50M or negedge rst_n)    
        if (!rst_n) state_now <= IDLE;
        else state_now <= state_next;

always @(state_now or write_req or read_req or cnt)
    case (state_now)
            IDLE: if (write_req) state_next <= WR0;    //½øÈëд״̬
                    else if (read_req) state_next <= RD0;    //½øÈë¶Á״̬
                    else state_next <= IDLE;
            
             WR0: if (`delay_160ns)  state_next <= WR1;    //ÑÓʱµÈ´ý160ns
                    else state_next <= WR0;
             
             WR1: state_next <= IDLE;    //д½áÊø,·µ»Øidle
             
             RD0:    if(`delay_160ns)    state_next <= RD1;
                    else  state_next <= RD0;
             
             RD1:    state_next <= IDLE;    //¶Á½áÊø,·µ»Øidle
             
        default:    state_next <= IDLE;
    endcase
//-------------------------------------------------------------------
    assign     SRAM_ADDR = da_adrs;//SRAMµØÖ·ÏßÁ¬½Ó
//-------------------------------------------------------------------    
reg datbus_ctrl;    //Êý¾Ý×ÜÏß¿ØÖÆÐźÅ,¶ÁÊý¾ÝÊÇÖ±½Ó¶Á¾Í¿ÉÒÔÁË
    
always @(posedge clk50M or negedge rst_n)
        if (!rst_n) rd_data <= 16'd0;
        else if (state_now == RD1) 
                rd_data <= SRAM_DATA;    //ÓɶÁ³ö¼Ä´æÆ÷rd_data¼Ç¼¶Á³öÊý¾Ý×ÜÏßSRAM_DATAµÄÊý¾Ý
                
always @(posedge clk50M or negedge rst_n)
        if (!rst_n) datbus_ctrl <= 1'b0;
        else 
             case (state_now)
                    IDLE: if (write_req) datbus_ctrl <= 1'b1;
                            else if (read_req) datbus_ctrl <= 1'b0;
                            else datbus_ctrl <= 1'b0;    //Ö÷»ú½«inout¶Ë¿ÚÖøß×è̬
                     WR0:    datbus_ctrl <= 1'b1;    //ÏëÊý¾Ý×ÜÏßдÊý¾Ý
            default: datbus_ctrl <= 1'b0;     
            endcase
//Èç¹ûÊÇwriteÔòÖÃÊý¾Ý×ÜÏ߸ß×è̬µÈ´ýwrite
// writeÓÐЧ,½«ÏòÊý¾Ý×ÜÏßSRAM_DATAдÈëwr¼Ä´æÆ÷wr_dataµÄÖµ        
assign     SRAM_DATA = (datbus_ctrl)? wr_data : 16'hzzzz;
assign     SRAM_WE_n = ~(datbus_ctrl);            
endmodule 

录入后，save。弹出一对话框，取名ssram，然后browse到我们原来所新建的文件夹里，如下图

图2.11 保存module 代码

8. 选择Project>Add to Project>Existing File，如图2.12所示。

图2.12 找到自己新添加的source 代码

9. 单击Browse，选择ssram.v，如图2.13 所示。

图2.13

10. 单击打开，在Add file to the project窗口，单击OK

2.3 编译文件

在Project标签下的Status列的问号，表示文件尚未编译进工程，或者在最后编译前，源文件有所改动。欲编译文件，选择Compile<Compile ALL，或者右击Project标签，选择Compile>Compile All。

图2.14

1. 倘若此处没有错误，编译成功的消息，就会在Transcript窗口如图2.15所示。

图2.15 transcript在下面！！！

#  
# reading modelsim.ini
# reading D:\questasim_10.0c\win32/../modelsim.ini
# Loading project ssram
# Compile of ssram_tst.v was successful.
# Compile of ssram.v was successful.
# 2 compiles, 0 failed with no errors. 

 编译成功！

3 仿真工程

3.1 开始仿真

1. 单击Library图标，选择ssram2，单击+以展开选项，然后选择SRAM_vlg_tst。单击右键，选择simulate编译(或者进行双击)，如图3.1所示。

图3.1

2. 单击Simulate，到达图3.2所示画面。

图3.2 仿真窗口

4. 在图3.2中，单击SRAM_vlg_tst，单击右键，然后选择Add>To Wave>All Items in region，然后单击左键。出现图3.3所示画面。

图3.3 Add to wave 出现波形图显示区

3.2 仿真设置

1.  完成上述最后一步后，波形窗口出现。

2. 在Run Length列输入仿真时间长度为1000ms，如图3.5所示。

图 3.5 Run length 的设置

3. 单击Run按钮进行仿真，如图所示。

等待若干秒后，出现波形图如图3.6。

图3.6  仿真波形图

5. 连续单击Zoom IN/Out图标，可查看仿真的完整波形。

通过放大/缩小波形，可以观察到ssram的地址值在保持变化，即ssram的时序效果。若将其移植到Quartus II中，适当配置后，经过综合、时序分析、引脚分配、配置及下载等，即可实现ssram读取比较正误的效果。

至此，仿真的所有进程完毕，感谢艾米电子！

另：

http://www.cnblogs.com/yuphone/archive/2010/08/30/1812932.html 关于Modelsim独立仿真

http://www.cnblogs.com/yuphone/archive/2010/05/31/1747871.html 关于Debussy 5.3v9 + Modelsim SE 6.5联合仿真的