一文學(xué)會(huì)Modelsim 的DO文件

? ? ? 網(wǎng)上的關(guān)于DO文件的編寫(xiě)好像資料不多，比較雜，所以本人總結(jié)一下常用的簡(jiǎn)單語(yǔ)法，方便大家查看。其實(shí)本人也剛接觸DO文件沒(méi)多久，有紕漏很正常，歡迎指正批評(píng)，互相學(xué)習(xí)。PS:寫(xiě)得有點(diǎn)亂

??還有一個(gè)值得注意的是?我在看到這篇文章的時(shí)候我正在仿真一個(gè)verilog文件，文件中調(diào)用了一個(gè)ROM?，?但是我怎么仿真 rom的輸出文件都有問(wèn)題，?經(jīng)過(guò)一個(gè)QQ好友的指點(diǎn)，我發(fā)現(xiàn)竟然是我 QUARTUS?下考過(guò)來(lái)的庫(kù)文件?有問(wèn)題，?自此提醒遇到過(guò)此問(wèn)題?但還沒(méi)有解決的同學(xué)。。

一.DO文件的簡(jiǎn)介和工作方式

DO文件是一次執(zhí)行多條命令的腳本。這個(gè)腳本可以像帶有相關(guān)參數(shù)的一系列ModelSim命令一樣簡(jiǎn)單，或者是帶有變量，執(zhí)行條件等等的Tcl程序?？稍贕UI里或系統(tǒng)命令提示符后執(zhí)行Do文件。

由于TCL腳本語(yǔ)言內(nèi)容很多，本人是剛學(xué)不久，菜鳥(niǎo)一個(gè)。但是針對(duì)我們這門(mén)課程的話，有些基本常用的語(yǔ)法還是值得提一下的，方便大家一起學(xué)習(xí)交流，如果以下內(nèi)容有什么寫(xiě)錯(cuò)了，希望大家提出并批評(píng)，互相進(jìn)步。

首先，我們?nèi)绾谓O文件呢？

方法挺多，一種是可以打開(kāi)Modelsim，執(zhí)行File/New/Source/Do命令，進(jìn)入Do文件編輯方式，在編輯窗口輸入仿真批處理文件的代碼，以.do為擴(kuò)展名保存文件。當(dāng)然也可以在windows系統(tǒng)中新建一個(gè)記事本，在“另存為”的時(shí)候?qū)懮?do的后綴名，也是一種方法。 調(diào)用方式是在Modelsim的Transcript窗口中使用指令：do filename.do，完成對(duì)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化仿真。

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下面簡(jiǎn)單講講仿真的步驟。首先我們要對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真呢，我們一般需要進(jìn)行以下幾個(gè)步驟：

①創(chuàng)建一個(gè)工程和工程庫(kù);

②加載設(shè)計(jì)文件（包括你編寫(xiě)好的testbench）；

③編譯源文件；

④運(yùn)行仿真，并查看結(jié)果；

⑤最后進(jìn)行工程調(diào)試。

???????? 而do文件，就是把上述的步驟①---④用tcl腳本語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)出來(lái)，讓Modelsim來(lái)運(yùn)行該do文件宏命令，并自動(dòng)執(zhí)行仿真的步驟。這種好處也許在小設(shè)計(jì)中沒(méi)怎么表現(xiàn)，但是如果在一個(gè)大的工程中，常常需要對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)單元進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試和仿真，但是仿真時(shí)的設(shè)置是不變的，這時(shí)如果使用了do文件，把仿真中使用到的命令都保存下來(lái)了，就可以節(jié)省大量的人力，提高了工作效率。

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下面將對(duì)照一個(gè)簡(jiǎn)單的例子counter.do，講一下我們常用的一些基本指令。

PS: ?do文件的注釋是由#開(kāi)始的，但不可以在代碼行后面添加，只能另起一行。

正確的是：

vlib work ?

#新建一個(gè)work庫(kù)

錯(cuò)誤的是：

vlib work ?#新建一個(gè)work庫(kù)

?

編寫(xiě)名為counter.do的文件，其內(nèi)容為下：
vlib? work?（對(duì)應(yīng)仿真步驟①：新建work庫(kù)。該命令的作用是在當(dāng)前目錄下建立一個(gè)work目錄，請(qǐng)注意不要直接在windows中新建一個(gè)work的文件夾，因?yàn)橛貌僮飨到y(tǒng)建立的work文件夾并沒(méi)有ModelSim SE自動(dòng)生成的_info文件。）
vmap work ?work（對(duì)應(yīng)仿真步驟①：該命令的作用是將目前的邏輯工作庫(kù)work和實(shí)際工作庫(kù)work映射對(duì)應(yīng)。也可以直接用指令“vmap work”表示將work庫(kù)映射到當(dāng)前工作目錄下。）
vlog counter.v ?counter_tb.v?（對(duì)應(yīng)仿真步驟②③：編譯counter.v和counter_tb.v文件，默認(rèn)編譯到work庫(kù)下。該命令的作用是編譯這些文件，要注意的是文件可以單獨(dú)分開(kāi)編譯，但是一定要先編譯被調(diào)用的文件。假如是VHDL文件，只需要把指令vlog換成vcom即可。）
vsim? work.counter_tb ?-t 1ns?（對(duì)應(yīng)仿真步驟④：仿真work庫(kù)中名為counter_tb的模塊，最小時(shí)間單位為1ns。）
add ?wave/counter_tb/ *?（該命令的作用是將testbench文件camera_tb.v中模塊camera_tb下所有的信號(hào)變量加到波形文件中去，注意在“*”前要加空格。這時(shí)候你也可以看到wave文件被打開(kāi)。當(dāng)然也可以單個(gè)信號(hào)的添加，例如添加時(shí)鐘：add wave clk 等等。）
run 2000? （該命令的作用是運(yùn)行2000個(gè)單位時(shí)間的仿真。也可以用run –all命令來(lái)一直仿真下去。）

這時(shí)候就可以在wave窗口文件中看到你的仿真結(jié)果。當(dāng)然也可以觀察其它窗口的結(jié)果，用view *命令顯示?。view *命令可以觀察包括signals、wave、dataflow等窗口文件，也可以分別打開(kāi)。例如用view signals來(lái)觀察信號(hào)變量。

以上就是do文件的一些基本TCL腳本語(yǔ)言的使用，寫(xiě)得比較簡(jiǎn)單，但是其實(shí)復(fù)雜的也就是在添加信號(hào)線那里add wave 有比較多的參數(shù)設(shè)置而已，主要的指導(dǎo)仿真流程的指令還是這幾條。

編寫(xiě)好DO文件之后，在Modelsim中，將工作目錄切換到counter.v、counter_tb.v和counter.do三個(gè)文件所在目錄下，然后在Transcript窗口中的命令行輸入 do counter.do即可。切換工作目錄的方法如下圖1，點(diǎn)擊Change Directory：

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圖1

PS: 如果在仿真的時(shí)候要修改.do文件，需要現(xiàn)在modelsim里運(yùn)行quit -sim，退出仿真，然后修改.do文件，再保存，然后再重新執(zhí)行do filename.do指令即可。

小技巧Tips：

???????? 為了區(qū)分仿真波形窗口中的各種信號(hào)線，需要信號(hào)波形作設(shè)置，如不同信號(hào)線的顏色、顯示基數(shù)、顯示方式等要有區(qū)別，這時(shí)就需要在仿真波形窗口單獨(dú)對(duì)每一個(gè)信號(hào)線手動(dòng)進(jìn)行設(shè)置，這對(duì)于不斷修改源代碼然后再不斷地進(jìn)行仿真來(lái)說(shuō)，非常麻煩。

這里，我說(shuō)一下有個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)生成這類個(gè)性化設(shè)置DO文件的方法。首先，我們需要先進(jìn)行一次仿真，在波形窗口的時(shí)候先手動(dòng)對(duì)需要的信號(hào)線進(jìn)行一定的設(shè)置，如下圖2所示：

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圖2

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然后，點(diǎn)擊wave窗口左上角的save圖標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)保存DO文件的窗口，如圖3所示：

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圖3

它的路徑Pathname表示Modelsim自動(dòng)在當(dāng)前的默認(rèn)目錄下新建了一個(gè)wave.do的DO文件，我們可以自己修改保存的路徑和DO文件名。

接下來(lái)我們來(lái)看一下上面保存的wave.do文件，打開(kāi)如下圖4所示：

圖4

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?????????由wave.do文件中，可以見(jiàn)到我們定義的那些不同顏色、不同顯示方式所用的TCL腳本語(yǔ)言，如add wave -color Yellow /freq_meter_tb/i1/freq_data表示讓該freq_data信號(hào)顯示黃色…如add wave -noupdate -radix decimal /freq_meter_tb/i1/div_coef 表示讓div_coef信號(hào)用十進(jìn)制decimal來(lái)顯示…其他的信息可以對(duì)照自己的波形設(shè)置一一對(duì)應(yīng)上，其他依次類推。

???????? 細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)DO文件根本不完整，基本都是一些add wave，即是對(duì)每個(gè)信號(hào)的各種設(shè)置的TCL代碼而已。不錯(cuò)，因?yàn)樗鄙倭宋覀冎八v的仿真步驟①②③④，那么我們可以利用上面已學(xué)過(guò)的TCL語(yǔ)言來(lái)補(bǔ)完整它。

如在前面加上一下語(yǔ)句，使這個(gè)DO文件包括了仿真過(guò)程的完整指令，包括新建工作庫(kù)、編譯源文件、仿真testbench文件等：

vlib work

vmap work work

vlog? freq_meter.v

vlog? freq_meter_direct.v

vlog? freq_meter_tb.v

???????? 新的DO文件如下所示：

? ? ? ? ??

圖5

至此，該DO文件才能用來(lái)實(shí)現(xiàn)較完整的自動(dòng)化仿真。

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?

二.交互式命令

通過(guò)在主窗口的命令窗口輸入命令來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有更好的調(diào)試和交互功能，提供多種指令，既可以是單步指令，也可以構(gòu)成批處理文件，用來(lái)控制編輯、編譯和仿真流程；
常見(jiàn)交互式命令如下：
1.force-repeat指令
指令格式：force 開(kāi)始時(shí)間 開(kāi)始電平值，結(jié)束電平值 忽略時(shí)間（即0電平保持時(shí)間） -repeat 周期
force clk 0 0,1 30 -repeat 100 表示強(qiáng)制clk從0時(shí)間單元開(kāi)始，起始電平為0，結(jié)束電平為1，0電平保持時(shí)間為30個(gè)默認(rèn)時(shí)間單元，周期為100個(gè)默認(rèn)時(shí)間單元，占空比為70%。
指令功能：每隔一段的周期重復(fù)一定的force命令，用來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，也可用來(lái)產(chǎn)生周期的輸入信號(hào)，如01010101,00110011等。
2.force指令
指令格式：force item_name value time,value time；item_name為端口信號(hào)或內(nèi)部信號(hào)，支持通配符號(hào)，但只能匹配一個(gè)；value不能默認(rèn)，time，可選項(xiàng)，支持時(shí)間單元；
force din 16#40900000 從當(dāng)前時(shí)刻起給din賦值16進(jìn)制40900000；
force bus 16#F @100ns 在100ns時(shí)刻給bus賦值16進(jìn)制F；
force clr 1 100 經(jīng)歷100個(gè)默認(rèn)時(shí)間單元延遲后為clr賦值1；
force clr 1,0 100 表示clr賦值1后，經(jīng)歷100個(gè)默認(rèn)時(shí)間單元延遲后為clr賦值為0；
3.run指令
指令格式：run timesteps time_unit,timesteps時(shí)間步長(zhǎng)，time_unit時(shí)間單元，可以是fs、ps、ns、us、ms、sec；
指令功能：運(yùn)行（仿真）并指定時(shí)間及單元；
run 100， 表示運(yùn)行100個(gè)默認(rèn)時(shí)間單元；
run 2500ns， 表示運(yùn)行2500ns；
run -all， 表示運(yùn)行全過(guò)程；
run -continue， 表示繼續(xù)運(yùn)行
4.force-cancel指令
指令格式:force-cancel period
指令功能：執(zhí)行period周期時(shí)間后取消force命令；
force clk 0 0,1 30 -repeat 60-cancel 1000，表示強(qiáng)制clk從0時(shí)間單元開(kāi)始，直到1000個(gè)時(shí)間單元結(jié)束；
5.view指令
指令格式:view 窗口名
指令功能：打開(kāi)Modelsim的窗口
view souce，打開(kāi)源代碼窗口；
view wave，打開(kāi)波形窗口；
view list，打開(kāi)列表窗口；
view varibles，打開(kāi)變量窗口；
view signals，打開(kāi)信號(hào)窗口；
view all，打開(kāi)所有窗口；