13.01.2017 12:03
GREGOR_812 14 2700 Источник

image

Всем привет! Надеюсь, все хорошо провели праздники и готовы с новыми силами покорять высоты FPGA разработки.


Сегодня я хочу написать небольшой гайд по запуску тестбенчей на Verilog/SystemVerilog в ModelSim без использования GUI.


План будет такой:


  1. Добавление пути к ModelSim в PATH.
  2. Написание скрипта с объяснением команд.
  3. Запуск ModelSim с исполнением написанного скрипта.

Поехали! Чтобы начать, на руках нужно иметь следующее:


  • установленный ModelSim;
  • готовый проект на Verilog/SystemVerilog;
  • готовый тестбенч на Verilog/SystemVerilog;

В качестве примера будем рассматривать проект HappyNY


Итак, приступим.


1. Добавление пути к исполняемому файлу modelsim в PATH


Проверить, нужно ли это делать, можно легко: наберите в командной строке modelsim, если после этого запустится ModelSim, значит, текущий пункт можно пропустить. В противном случае, для Windows это делается следующим образом: открывается командная строка и пишется команда


set PATH=%PATH%; C:\Progs\ModelSim10_5\win64

в которой указан путь к исполняемому файлу modelsim (после; вам нужно указать свой путь к исполняемому файлу). После выполнения команды проведите проверку, указанную в начале этого пункта, если что-то не так, то повторите пункт.


2. Написание скрипта для запуска


ModelSim имеет командую строку, в которой вы может набирать разнообразные команды для запуска и управления симуляцией. Довольно подробный гайд по командам можно посмотреть вот здесь или здесь. Для скриптов ModelSim принят формат файла *.do. Создаём файл с указанным расширением в любом текстовом редакторе (блокнот, sublime text, vim, notepad++, НО НЕ WORD!!!), и пишем туда следующие команды:


transcript on

vlib work

Разберём этот кусочек скрипта.


Команда transcript с флагом on — это тоже самое что echo, т.е. после указания этой команды все последующие команды, указанные в скрипте, печатаются при выполнении в командной строке ModelSim, т.е. становится видно, какая команда когда исполнялась и после какой из них возникла ошибка (если возникла).


Команда vlib создаёт библиотеку проекта с именем work.


Продолжаем:


vlog -sv +incdir+./ ./happyNY.sv
vlog -sv +incdir+./ ./tb.sv

Команда vlog с флагами — это вызов компилятора Verilog.


Флаг -sv, как вы уже догадались, указывает компилятору использовать стандарт SystemVerilog. Компилируются файлы все независимо, в отличие например от Quartus, поэтому если вы делаете, например, import каких-то частей package, то нужно делать их в каждом файле, где они используются, либо прямо внутри файла, содержащего package (Quartus, если не предусмотреть стражей включения, выкинет в этом случае ошибку).


Флаг +incdir+../ показывает, где компилятор должен искать включаемые файлы (т.е. файлы, указанные в коде с директивой `include).


Далее идёт имя компилируемого файла.


Продолжаем:


vsim -t 1ns -voptargs="+acc" tb

Команда vsim — это запуск симуляции.


Флаг -t задаёт точность временной сетки.
Флаг -voptargs получает аргументы для последующего автоматического вызова оптимизатора vopt, т.е. произойдёт вызов vopt +acc. Этот флаг включает оптимизации для разных объектов в проекте и включает видимость этих объектов в симуляторе. Подробнее прочитать про него можно здесь на стр. 154.
В конце идёт имя top-level тестбенча, в данном примере оно совпадает с именем файла.


И, наконец, последняя часть скрипта:


add wave /tb/clk
add wave /tb/rst
add wave -radix ASCII /tb/symbol
configure wave -timelineunits us
run -all
wave zoom full

Сначала мы добавляем нужные нам сигналы на форму Wave Window командой add wave. Обратите внимание, что у одного из сигналов изменён формат отображения на символьный с помощью флага -radix ASCII.


Далее мы устанавливаем единицы шкалы временной сетки. Запускаем симуляцию по сценарию, написанному в тестбенче. Растягиваем (или сжимаем) картинку в Wave Window так, чтобы она поместилась точно в размер окна.


3. Запуск ModelSim с исполнением скрипта


Первым делом нужно открыть командную строку или терминал и перейти в директорию, где лежит ваш скрипт и файлы проекта. Затем нужно запустить исполняемый файл modelsim с ключом -do <script_name>, в нашем случае:


modelsim -do happyNY.do

Больше ничего делать не нужно. Если по какой-то причине вы не смогли добавить путь к ModelSim в переменные среды, вместо modelsim можно указать полный путь к исполняемому файлу. Если и это не сработало, то, запустив ModelSim вручную, можно в командной строке ModelSim перейти в директорию проекта и запустить наш скрипт командой:


do happyNY.do

После всех описанных процедур вы должны увидеть вот такую картинку:


image


Спасибо за внимание, удачи!

В какой ОС вы обычно запускаете симулятор?

Проголосовал 31 человек. Воздержалось 4 человека.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Поделиться с друзьями
-->

Комментарии (14)


  1. Tausinov
    13.01.2017 16:32
    #10011750
    +2

    Добрый день! Недавно пытался сделать что-то похожее для VHDL и уперся в то, что в отличии от Verilog'a важен порядок компиляции файлов. Серьезные IDE справляются с этим играючи, но «выковырять» от туда, как они это делают — не вышло. В связи с этим вопрос — нет ли каких-то наработок подобного для VHDL?

    Пы.Сы.Если честно, то получилось добраться до порядка файлов в компиляции через non-project mode Vivado, но это слишком уж костыльный вариант. Если при этом в проекте есть криптованные ядра, то наличие порядка файлов уже становится мало, а генерить скрипты для симуляции Vivado в этом режиме не может. Создавать каждый раз проект — то же не слишком удобно.


    1. GREGOR_812
      13.01.2017 16:34
      #10011754

      Приветствую!

      С VHDL никогда не работал, так что ничего конкретного подсказать, к сожалению, не смогу. Есть мысль попробовать запустить симуляцию вашего проекта, используя NativeLink квартуса и посмотреть, какой скрипт он сгенерит, затем попробовать проанализировать его) Что касается наличия чип-зависимых IP, тут уже нужны библиотеки производителя, их надо использовать при указании библиотек в ModelSim.

      Удачи!


    1. ont0shko
      14.01.2017 16:14
      #10012888
      +1

      А вы попробуйте для начала в ModelSim создать проект, добавить в него все необходимые файлы, а потом запустите Auto-Generating Compile Order. На основе расставленной очередности делайте базовый сценарий. Проектом можно больше не пользоваться, а организовывать все на tcl, sh или что вам нравиться. Входе работы делаем редакцию ручками это уже не так сложно.


    1. Andruwkoo
      15.01.2017 09:20
      #10013450

      некоторые IDE умеют автоматически компилировать исходники (синтезируемое описание) для симуляции. HDL Designer точно умеет сам все скомпилить для модельсима, остается только файлы тестбенча скомпилить, которых обычно намного меньше и не стоит больших трудов их в скрипт добавить. вроде вивада тоже умеет, но могу ошибаться, давно с ней не работал


  1. SparF
    13.01.2017 18:52
    #10011996
    +1

    Похожий подход к отладке видел вот здесь :
    — .bat создает и удаляет каталог для всего хлама, связанного с симуляцией;
    — .tcl — оперирует компиляцией, сигналами и отладкой
    Я у себя добавляю только формирование строки vlog по частям (чтобы не в одну линию).
    Достаточно удобно, когда руками (в интерфейсе) делать влом, а с make-файлами связываться еще не хочется.


    1. GREGOR_812
      14.01.2017 16:20
      #10012898

      Спасибо за ссылку, обязательно ознакомлюсь :)


  1. GREGOR_812
    14.01.2017 16:22
    #10012902

    Мне посоветовали добавить опрос, прикрепил его, проголосуйте, пожалуйста) Если будут голоса за линукс, надо будет дополнить статью инструкциями, как то же самое делать в линуксе


  1. Andruwkoo
    15.01.2017 04:22
    #10013386
    +1

    на самом деле скриптинг запуска тестбенчей намного более мощная штука. можно при запуске устанавливать параметры в зависимости от который будет исполняться конкретный тест (набор тестов) из всего тестового окружения путем изменения в верхнем уровне тестбенча значений переменных, на основании выбранного теста можно выбирать различные времянки предварительно подготовленные (кстати, намного удобнее держать скрипт создания времянки в отдельном файле, особенно если много сигналов выведено), можно отключать некоторые элементы DUT, особенно если тестируемый модуль имеет множество блоков, что может ускорить симуляцию в некоторых случаях значительно)


    1. GREGOR_812
      15.01.2017 17:48
      #10013832

      Было бы здорово увидеть статью об этом)


      1. Andruwkoo
        16.01.2017 23:39
        #10016434

        не берусь обещаться) я не очень большой в этом специалист, и время не радует своим наличием, но постараюсь)


  1. 1an1
    17.01.2017 12:20
    #10017168

    Подробней про команды ModelSim Command Reference Manual и User’s Manual.


    1. GREGOR_812
      17.01.2017 12:59
      #10017288

      Первую ссылку заменил, спасибо) В тексте был документ для более старой версии ModelSim. Вторая в тексте точно такая же


  1. icyrock
    18.01.2017 13:07
    #10019728
    +1

    1. Добавим, что можно не только .do, но и .tcl
    2. Вы напрасно затеваете папку rtl_work. Многие разработчики пользуются дефолтной папкой/библиотекой work и они вас не сразу поймут.
    Строчки:
    vlib rtl_work
    vmap work rtl_work

    можно заменить на:
    vlib work

    3. Кроме того удалять библиотеку не обязательно, можно создавать новую поверх старой. Он конечно напишет предупреждение что библиотека уже есть, но ничего плохого не случится.
    4. Зачем брать имена компилируемых файлов в фигурные скобки? Если это coding style, то вы не сможете подставить переменную в путь файла. Например {$dir/your_file.sv} не сработает.
    5. -L нужен при линковке сторонних (кроме work) библиотек. work линкуется по умолчанию.
    6. В vlog -work work совершенно излишне. Это делается по умолчанию.


    1. GREGOR_812
      18.01.2017 16:20
      #10020420

      Спасибо, поправлю сегодня) изначально я ориентировался на скрипт, который генерит квартус при использовании NativeLink, поэтому о некоторых вещах узнаю сейчас впервые (пп. 4-6)