工程设计与分析系列:ModelSim电子系统分析及仿真.pdf

工程设计与分析系列:ModelSim电子系统分析及仿真.pdf
 

书籍描述

编辑推荐
(1)在第一版基础上,综合读者建议、课题使用情况进行修订完善,补充更多典型实例。
(2)本书的第一版是唯一一本ModelSim图书,读者评价很好。
(3)所有实例配有操作视频,语音讲解。

作者简介
于斌,本硕就读于哈尔滨工业大学电子信息科学与技术专业和微电子与固体电子学专业,任教于哈尔滨理工大学软件学院集成电路设计与集成系统专业多年,主讲数字电路、Verilog HDL语言及计算机组成原理等课程,研究方向为集成电路数字前端设计及FPGA相关方向。

目录
第1章 概述
1.1 IC设计与ModelSim
1.1.1 IC设计基本流程
1.1.2 ModelSim概述
1.2 ModelSim应用基本流程
1.3 ModelSim基本仿真流程
1.3.1 创建一个工作库
1.3.2 编译设计文件
1.3.3 运行仿真
1.3.4 查看结果
1.4 ModelSim工程仿真流程
1.4.1 创建工程及工程库
1.4.2 创建新文件
1.4.3 加载设计文件
1.4.4 编译源文件
1.4.5 运行仿真和查看结果
1.4.6 工程调试
第2章 操作界面
2.1 整体界面
2.2 菜单栏
2.2.1 File菜单
2.2.2 Edit菜单
2.2.3 View菜单
2.2.4 Compile菜单
2.2.5 Simulate菜单
2.2.6 Add菜单
2.2.7 Tools菜单
2.2.8 Layout菜单
2.2.9 Bookmarks菜单
2.2.10 Window菜单
2.2.11 Help菜单
2.3 工具栏
2.4 标签区
2.5 命令窗口
2.6 MDI窗口
2.6.1 源文件窗口
2.6.2 波形窗口
2.6.3 列表窗口
2.6.4 数据流窗口
2.6.5 属性窗口
2.6.6 进程窗口
2.6.7 对象窗口
2.6.8 存储器窗口
2.6.9 原理图窗口
2.6.10 观察窗口
2.7 界面的设置
2.7.1 定制用户界面
2.7.2 设置界面参数
第3章 工程和库
3.1 ModelSim工程
3.1.1 删除原有工程
3.1.2 开始一个新工程
3.1.3 工程标签
3.1.4 工程编译
3.1.5 仿真环境配置
3.1.6 工程文件组织
3.1.7 工程及文件属性设置
实例3—1 工程文件管理
3.2 ModelSim库
3.2.1 概述
3.2.2 库的创建及管理
3.2.3 资源库管理
3.2.4 导入FPGA的库
3.2.5 本节实例
第4章 ModelSim对不同语言的仿真
4.1 VHDL仿真
4.1.1 VHDL文件编译
4.1.2 VHDL设计优化
4.1.3 VHDL设计仿真
4.1.4 还原点和仿真恢复
4.1.5 TEXTIO的使用
实例4—1 VHDL设计的仿真全过程
4.2 Verilog仿真
4.2.1 Verilog文件编译
4.2.2 Verilog设计优化
4.2.3 Verilog设计仿真
4.2.4 还原点和仿真恢复
4.2.5 单元库
4.2.6 系统任务和系统函数
4.2.7 编译指令
实例4—232位浮点乘法器的Verilog仿真过程
4.3 C调试
4.3.1 概述
4.3.2 C步进调试与调试设置
4.4 SystemC仿真
4.4.1 概述
4.4.2 SystemC文件的编译和链接
4.4.3 设计仿真和调试
4.4.4 常见错误
4.5 混合语言仿真
4.5.1 编译过程与公共设计库
4.5.2 映射数据类型
4.5.3 VHDL调用Verilog
4.5.4 Verilog调用VHDL
4.5.5 SystemC调用Verilog
4.5.6 Verilog调用SystemC
4.5.7 SystemC调用VHDL
4.5.8 VHDL调用SystemC
实例4—3 systemC与Verilog混合仿真过程
第5章 利用ModelSim进行仿真分析
5.1 仿真概述
5.2 WLF文件和虚拟对象
5.2.1 保存仿真状态
5.2.2 Dataset结构
5.2.3 Dataset管理
5.2.4 虚拟对象
5.3 利用波形编辑器产生激励
5.3.1 创建波形
5.3.2 编辑波形
5.3.3 导出激励文件并使用
5.4 采用描述语言生成激励
5.5 ModelSim波形分析
5.5.1 波形窗口和列表窗口
5.5.2 时间标记
5.5.3 窗口的缩放
5.5.4 在窗口中搜索
5.5.5 窗口的格式编排
5.5.6 波形和列表的保存
5.5.7 信号总线
5.5.8 光标操作
5.5.9 其他功能
5.5.10 波形比较
5.6 存储器的查看和操作
5.6.1 存储器的查看
5.6.2 存储数据的导出
5.6.3 存储器初始化
5.6.4 存储器调试
5.7 数据流窗口的使用
5.7.1 概述
5.7.2 设计连通性分析
5.7.3 信号追踪和查找
5.7.4 设置和保存打印
5.7.5 本节实例
5.8 原理图窗口的使用
5.9 ModelSim的剖析工具
5.9.1 运行性能剖析和存储器剖析
5.9.2 查看性能剖析结果
5.9.3 查看存储器剖析报告
5.9.4 保存结果
5.10 覆盖率检测
5.10.1 启用代码覆盖
5.10.2 覆盖率的查看
5.10.3 覆盖率检测的过滤
5.10.4 覆盖信息报告
5.11 信号探测
5.12 采用JobSpy控制批处理仿真
5.12.1 JobSpy功能与流程
5.12.2 运行JobSpy
5.13 综合实例
实例5—1 三分频时钟的分析
实例5—2 同步FIFO的仿真分析
实例5—3 基2的SRT除法器的仿真分析
第6章 ModelSim的协同仿真
6.1 ModelSim与Debussy的协同仿真
6.1.1 Debussy工具介绍
6.1.2 Debussy配置方法
实例6—1 与Debussy的协同仿真
6.2 ModelSim与Matlab的协同仿真
实例6—2 与Matlab的协同仿真
实例6—3 与Simulink的协同仿真
实例6—4 使用cosimWizard进行协同仿真
第7章 ModelSim对不同公司器件的后仿真
7.1 ModelSim对Altera器件的后仿真
7.1.1 QuartusⅡ简介
7.1.2 后仿真流程
实例7—1 直接采用QuartusⅡ调用ModelSim进行仿真
实例7—2 先用QuartusⅡ创建工程,再用ModelSim进行时序仿真
7.2 ModelSim对Xilinx器件的后仿真
7.2.1 ISE简介
7.2.2 后仿真流程
实例7—3 用ISE对全加器进行时序仿真
实例7—4 用ISE直接调用ModelSim进行时序仿真
7.3 ModelSim对Lattice器件的后仿真
7.3.1 Diamond简介
7.3.2 后仿真流程
实例7—5 用Diamond对全加器进行时序仿真
实例7—6 用Diamond完成布局绕线,使用ModelSim进行时序仿真
7.4 ModelSim对Actel器件的后仿真
实例7—7 用Libero IDE调用ModelSim进行时序仿真
第8章 ModelSim的文件和脚本
8.1 SDF文件
8.1.1 SDF文件的指定和编译
8.1.2 VHDL的SDF
8.1.3 Verilog的SDF
8.1.4 SDF文件信息
8.2 VCD文件
8.2.1 创建一个VCD文件
8.2.2 使用VCD作为激励
8.2.3 VCD任务
8.2.4 端口驱动数据
8.3 Tcl和DO文件
8.3.1 Tcl命令
8.3.2 Tcl语法
8.3.3 ModelSim的Tcl时序命令
8.3.4 宏命令
8.3.5 本节实例

序言
再版前言
ModelSim是Mentor Graphics公司开发的EDA工具软件,是一款主要应用于HDL仿真的软件,为调试设计提供了强力的支持。
ModelSim是一款强大的仿真软件,不仅支持对HDL的仿真,还支持SystemC、C语言等的调试和仿真,使得在整个的设计中可以采用更灵活的手段来完成设计功能。
在仿真的过程中,ModelSim可以独立完成HDL代码的仿真,还可以结合FPGA开发软件对设计单元进行时序仿真,得到更加真实的仿真结果。多数的FPGA厂商都提供了与ModelSim的接口,使得设计者在器件的选择和结果的掌握上更加得心应手。
本书第1版在2012年出版以来,获得读者的广泛好评,已多次重印。并且,很多读者来信介绍他们具体应用ModelSim的情况,对本书提出了很多宝贵意见和建议。在此基础上,我们根据用户的建议、结合相关企业应用的需求和高校教学需求,再根据作者多年的教学和工作经验,进行了修订。第2版是在最新软件版本ModelSim 10.1c的基础上写作的,更新了大量内容,并且也更加贴合实际应用,相信可以更好地帮助读者深入应用ModelSim。
本书在编写过程中,突出了以下特点:
1.直观易懂性
全书以实例图解的形式介绍基础知识和实例操作,所有知识点和操作流程尽可能给出配套图片,直观易懂,使用户能够在最短的时间内获取最多的知识。
2.可扩展性
全书以ModelSim SE 10.1c版软件为平台进行讲解,但是讲解过程中提供了命令行操作和菜单操作两种操作方法,命令行操作使得讲解的知识更具扩展性。
3.实用性
全书采用了基础知识介绍和实例操作相结合的方法,互相补充,书中的实例都是具有实际意义的设计实例,并根据介绍内容的不同进行了选取,使读者能够更好地理解操作的过程,使读者在学完本书后能够快速地将知识应用于生产实践。
4.结构清晰,讲解详尽
全书采用基础知识、综合实例的循序渐进的讲解方法,一步步地提高用户的仿真技能,而且每个知识点和实例都做了尽可能详细地讲解,使用户学习起来轻松自如。
5.多媒体示范
本书的配套光盘中提供了所有实例的视频操作 ,读者可以在观看视频时增强对知识点的理解。同时,视频中操作的步骤严格按照书中实例的步骤进行,可以看到文字难以描述的过程。
本书分为8章,依次介绍ModelSim 10.1c基本知识、操作界面、工程和库、对不同语言的仿真、仿真分析方法、与其他软件的协同仿真、对不同公司器件的后仿真、ModelSim的文件和脚本等内容。
第1章 概述。介绍IC设计的基本流程和ModelSim不同版本的特点和功能,并给出一个简单的实例,快速地掌握使用ModelSim进行基本仿真的流程。
第2章 操作界面。介绍ModelSim的基本操作界面,包括菜单栏中各命令的基本功能和主界面中工作区、命令区、MDI区的功能,并介绍仿真中经常使用到的窗口。
第3章 工程和库。介绍工程和库的相关知识,给出详细的工程管理方法和库的建立导入方式,并给出了实例。
第4章 ModelSim对不同语言的仿真。介绍使用ModelSim对Verilog语言和VHDL的仿真方法,并分别配以实例进行讲解。给出了对SystemC的仿真方法和三种语言混合仿真需要注意的事项,并给出了与Verilog混合仿真的实例。
第5章 利用ModelSim进行仿真分析。介绍如何使用ModelSim观察仿真结果,进行仿真分析,主要包括WLF文件、创建波形激励、波形分析、存储器查看、数据流窗口、原理图窗口、性能分析、信号探测和利用JobSpy进行批处理使用等内容,在章末配有多个实例演示这些功能。
第6章 ModelSim的协同仿真。介绍如何使用其他软件工具与ModelSim进行系统仿真,弥补ModelSim的不足,主要介绍了使用Debussy和Matlab与ModelSim进行仿真的配置方法和步骤,并给出了实例。
第7章 ModelSim对不同公司器件的后仿真。介绍利用FPGA开发工具与ModelSim联合进行后仿真的过程,以Altera、Xilinx、Lattice、Actel四大业界主流厂商的开发工具为例,并结合实例演示。
第8章 ModelSim的文件和脚本。介绍前7章中涉及的文件类型,包括SDF文件、VCD文件、Tcl文件、DO文件等,这些文件都是在仿真中有重要作用的文件类型,在本章中统一进行讲解,并配以实例演示。
全书主要由哈尔滨理工大学于斌编写,参与本书编写和光盘开发的人员还有谢龙汉、林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、莫衍、朱小远、唐培培、耿煜、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力、刘文超、刘新东、米秀杰等。由于时间仓促,书中难免有疏漏之处,请读者谅解。如有任何意见和建议,读者可通过电子邮件与我们交流。


编 者

文摘
版权页:



插图:



内容简介
ModelSim是优秀的HDL仿真软件之一,它能提供友好的仿真环境,是业界唯一单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器,它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术,编译仿真速度快,编译的代码与平台无关,便于保护IP核,个性化的图形界面和用户接口,为用户加快调错提供强有力的手段,是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。
本书以ModelSim SE 10.1c版软件为平台,由浅入深、循序渐进地介绍ModelSim 10.1c软件各部分知识,包括ModelSim 10.1c的基础知识、菜单命令、库和工程的建立与管理、Verilog/VHDL文件编译仿真、采用多种方式分析仿真结果,以及与多种软件联合仿真等知识。书中配有大量插图,并结合实例详细地讲解使用ModelSim进行仿真操作的基本知识和方法技巧,配书光盘中有本书实例操作的视频讲解,读者能够轻松学习。
本书在第一版的基础上,综合读者建议、课题使用情况进行修订完善,更多典型实例。

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