淺析基于Modelsim FLI接口的協(xié)同仿真[1]

  摘要：介紹了如何利用modelsim提供的FLI（Foreign Language Interface）接口對VHDL設(shè)計(jì)文件進(jìn)行協(xié)同仿真，給出了協(xié)同仿真的意義以及協(xié)同仿真的程序結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

  1 前言

  協(xié)同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口，用其它程序設(shè)計(jì)語言（非HDL語言，如c語言等）編程，用輔助仿真工具進(jìn)行仿真。Modelsim提供了與c語言的協(xié)同仿真接口。以Windows平臺(tái)為例，用戶可通過modelsim提供的c語言接口函數(shù)編程，生成動(dòng)態(tài)鏈接庫，由modelsim調(diào)用這些動(dòng)態(tài)鏈接庫進(jìn)行輔助仿真，如圖1所示。

  圖1 協(xié)同仿真示意圖

  2 Modelsim及FLI接口介紹

  Modelsim是Model Technology（Mentor Graphics的子公司）的HDL硬件描述語言仿真軟件，可以實(shí)現(xiàn)VHDL、Verilog以及VHDL-Verilog混合設(shè)計(jì)的仿真。除此之外，Modelsim還能夠與c語言一起對HDL設(shè)計(jì)文件實(shí)現(xiàn)協(xié)同仿真。同時(shí)，相對于大多數(shù)的HDL仿真軟件來說，Modelsim在仿真速度上也有明顯優(yōu)勢。這些特點(diǎn)使Modelsim越來越受到EDA設(shè)計(jì)者、尤其是FPGA設(shè)計(jì)者的青睞。

  Modelsim的FLI（Foreign Language Interface）接口，提供了c語言動(dòng)態(tài)鏈接程序與仿真器的接口，可以通過c語言編程對設(shè)計(jì)文件進(jìn)行輔助仿真。

  3 協(xié)同仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及意義

  Modelsim與c語言協(xié)同仿真，一是用于產(chǎn)生測試向量，避免手工編寫測試向量的繁瑣；二是可以根據(jù)程序計(jì)算結(jié)果自動(dòng)檢查仿真結(jié)果正確與否；三是模擬其它模塊（如RAM）的功能，在系統(tǒng)級對設(shè)計(jì)文件仿真。實(shí)踐中一般是把一和二結(jié)合在一起，用程序產(chǎn)生仿真向量，一方面輸出給設(shè)計(jì)文件作為輸入，另一方面由程序本身對該向量計(jì)算，把得到的結(jié)果與仿真器的輸出結(jié)果比較，檢查邏輯是否正確，如圖2所示。至于模擬功能，現(xiàn)在已經(jīng)有一些通用芯片的模擬程序，如denali可以模擬RAM的功能。另外，用戶也可以利用modelsim提供的編程接口自己模擬一些芯片的行為，然后與設(shè)計(jì)文件連接到一起仿真。

  圖2 語言測試程序?qū)HDL設(shè)計(jì)文件的協(xié)同仿真結(jié)構(gòu)圖

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