基于linux系统的VCS使用及仿真说明

最近在学习VCS，现将VCS的一些使用心得记录下来。

VCS是synopsys的仿真verilog的仿真器。基于linux系统。有命令行模式和图形化模式。图形化模式是用的dve。

以串口verilog代码使用为例，进行VCS使用说明。

简要说明下该串口功能。该串口工作在波特率为115200，无奇偶检验位。一位停止位。当使能信号有效，就将8位数据发送出去，输出结束后，在将该数据读回来。即自发自收。

测试代码如下：

顶层模块代码：


波特率产生模块


接收模块代码：



发送数据模块

一、VCS仿真

下面开始进行VCS仿真。

VCS要使用图形化界面，必须得先编译得到vpd文件，才能用图形化界面看波形。

首先是编译verilog文件。

主要命令如下
vcs verilog文件 [-y 搜索路径 +libext+.v -debug_all –ncli]

其中 []中的选项是可选的。

-y 搜索路径 指定搜索目录

+libext+.v 指定搜索后缀为.v的文件

-debug_all 是调试用的，如果要进行调试，就要加这个命令。

-ncli 是命令行ncli调试。

以上是主要的可选项，其余的自行百度。

我的文件目录如上所示，测试代码在当前目录下，其余的调用的模块代码在rtl目录下。

所以，要编译。用如下命令：

vcs ceshi_uart_test.v -y ./rtl +libext.+v

就进行编译了。-y的作用就是指定搜索路径，因为有可能我们的verilog代码不都是在当前目录下，而是在一个文件夹里面。这样就可以用-y指定该文件夹，这样vcs编译的时候，就会去该目录下去寻找verilog文件。而+libext+.v是指在该搜索路径下，将顶层模块中用到的例化模块都给包括进来。

如果所有的verilog文件都在当前目录下，那么可直接执行
vcs a.v b.v c.v …… （注意，testbench要放在最前面，因为testbench中有`timescale）
如果只是 vcs ceshi_uart_test.v –y ./rtl 就会有如下错误

提示测试文件中的例化模块找不到。

编译完成后，会在当前目录下，生成一个simv文件。 这个文件是一个可执行文件，执行这个文件，就可以看到我们的仿真结果。
命令是 ./simv

因为在testbench中没有写显示内容，所以仿真结果是看不到显示结果的。

可以用dve查看波形。

命令 ./simv -gui

可以看到会有错误，这是因为没有生成vpd文件。VCS的dve是执行vpd文件的。直接 vcs verilog文件 是不会产生vpd文件的。要加一个-debug_all或者-debug或者-debug_pp 命令。不过推荐用-debug_all,因为这个可以加断点。

即 vcs ceshi_uart_test.v -y ./rtl +libext.+v -debug_all

然后再执行 ./simv -gui

就打开了dve。同时在当前目录下，产生了inter.vpd文件。

接下来的操作和一般的verilog仿真软件是一样的。选中信号加入到波形中，然后开始仿真。就可以看到波形了。

点击运行仿真

就可以看到波形了。

二、命令行调试

接下来是命令行调试。

命令行调试不用看波形，用命令，执行仿真，观看信号。命令行仿真是在ucli中进行的。所以在编译命令中，要加入-ucli。

使用命令行调试，可在testbench中加入$stop语句。这样仿真可以在该处停下来，这样可以查看各个信号的值。

如我再testbench中加入两个$stop语句。

执行命令 vcs ceshi_uart_test.v -y ./rtl +libext.+v -debug_all –ucli –R

-R 表示编译后立即执行。

不加这个选项 那执行完上个命令后，在执行命令./simv -ucli 才启动ucli调试。

显示ucli就表示进入ucli调试了。

ucli中有一些常用命令，

scope 显示当前的顶层模块

scope可以用来选择不同的模块，以此来显示不同的信号。因为show是显示当前顶层的信号以及子模块

show 显示当前顶层模块的信号以及子模块

run 运行仿真

stop 设置断点

restart 重新开启ucli调试模式

-h 帮助命令


接下来就开始调试

首先scope命令，显示当前顶层为ceshi_uart_test，即我们的testbench模块。

第二个命令 show 显示当前模块下有哪些信号和子模块。可看出，有7个信号，和一个子模块uut。即我们例化的uart_top模块。

第三个命令 show -value 显示信号的值，以16进制显示，因为还没有开始运行，所以信号的值都是x。不定值。

第四个命令 scope uut 进入到uut子模块。当前的顶层模块为uut

第五个命令 show 显示当前顶层模块uut的信号以及子模块，这里有11个信号，3个子模块。

执行scope -up 回到顶层模块。

第六个命令 run命令 在56行有$stop，所以在该处，仿真暂停。

第七个命令 show命令 显示信号的值 因为有些值还没有初始化，所以显示为x。

第八个命令 show命令 显示子模块uut中的信号。调用模块中的信号是用 . 调用的。

第九个命令 设置断点1 在clk的上升沿设置断点1

第十个命令 设置断点2 在clk的下降沿设置断点2

第十一个命令 设置断点3 在rst为1 设置断点3

第十二个命令 显示断点 设置了三个断点，这里就显示3个断点

第十三个命令 删除断点2 删除在clk下降沿设置的断点2

第十四个命令 显示断点 删除掉了断点2 这里就显示断点1和3

断点设置好后，接下来就run，show 看信号就可以了。

使用restart可以重新开始调试。即仿真时刻回到0时刻。

每次show -value 比较麻烦，可以使用 alias var show -value 用var代替show -value。

如果show -value 信号 就可以 var 信号

以上就是我目前学习到VCS的一些使用心得。当然VCS还有其他的一些命令，由于还没有接触到，这里也没有提到。

原作者：卢骏