基于ModelsimFLI接口的FPGA混合仿真

2013-11-01 15:20 来源:电子信息网 作者:洛小辰

1、Modelsim及FLI接口介绍

Modelsim是ModelTechnology(MentorGraphics的子公司)的HDL硬件描述语言仿真软件,可以实现VHDL,Verilog,以及VHDL-Verilog混合设计的仿真。

除此之外,Modelsim还能够与C语言一起实现对HDL设计文件的协同仿真。同时,相对于大多数的HDL仿真软件来说,Modelsim在仿真速度上也有明显优势。这些特点使Modelsim越来越受到EDA设计者、尤其是FPGA设计者的青睐。

Modelsim的FLI接口(即ForeignLanguageInteRFace)提供了C语言动态链接程序与仿真器的接口,可以通过C语言编程对设计文件进行辅助仿真。

2、协同仿真系统结构及意义

协同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口,用其他程序设计语言(非HDL语言,等)编程,辅助仿真工具进行仿真。Modelsim提供了与C语言的协同仿真接口。以Windows平台为例,用户通过modelsim提供的C语言接口函数编程,生成动态链接库,由modelsim调用这些动态链接库进行辅助仿真(图1)。

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图1协同仿真示意图


Modelsim与C语言协同仿真一是用于产生测试向量,避免手工编写测试向量的繁琐;二是可以根据程序计算结果自动检查仿真结果正确与否;三是模拟其他模块(如RAM)的功能,在系统级对设计文件仿真。实际中一般是把一和二结合在一起,用程序产生仿真向量,一方面输出给设计文件作为输入,另一方面由程序本身对该向量计算,把得到的结果与仿真器的输出结果比较,检查逻辑是否正确(图2)。至于模拟功能,现在已经有一些通用芯片的模拟程序,如denali可以模拟RAM的功能。另外,用户也可以利用modelsim提供的编程接口自己模拟一些芯片的行为,然后与设计文件连接到一起仿真。

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图2语言测试程序对VHDL设计的协同仿真结构图


3、C语言对VHDL设计的协同仿真

3.1构成框图

仿真文件的构成如图3所示,包括HDL文件和动态链接库(即C程序)。图中C程序对应的VHDL文件要负责声明对应的动态连接库文件名及初始化函数,另外还可以给出一些调用参数。动态链接库中用到的输入输出信号也要在对应的VHDL文件中声明。


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图3仿真文件构成示意图




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