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FPGA仿真程序的设计方法,有什么注意事项?

FPGA仿真的方法有哪几种

FPGA仿真程序的设计方法
FPGA仿真的注意事项

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颜廷波

2021-4-29 10:55:22
  1 概述
  FPGA仿真方法:
  (1)交互式仿真方法:利用EDA工具的仿真器进行仿真,使用方便,但输入输出不便于记录规档,当输入量较多时不便于观察和比较。
  (2)测试平台法:为设计模块专门设计的仿真程序,可以实现对被测模块自动输入测试矢量,并通过波形输出文件记录输出,便于将仿真结果记录归档和比较。
  2 仿真程序的设计方法
  1.仿真的三个阶段:
  (1)行为仿真:目的是验证系统的数学模型和行为是否正确,对系统的描述的抽象程度较高。在行为仿真时,VHDL的语法语句都可以执行。
  (2)RTL仿真:目的是使被仿真模块符合逻辑综合工具的要求,使其能生成门级逻辑电路。在RTL仿真时,不能使用VHDL中一些不可综合和难以综合的语句和数据类型。该级仿真不考虑惯性延时,但要仿真传输延时。
  (3)门级仿真:门级电路的仿真主要是验证系统的工作速度,惯性延时仅仅是仿真的时候有用在综合的时候将被忽略。
  2.仿真程序的内容
  (1)被测实体的引入。
  (2)被测实体仿真信号的输入。
  (3)被测实体工作状态的激活。
  (4)被测实体信号的输出
  (5)被测实体功能仿真的结果比较,并给出辨别信息
  (6)被测实体的仿真波形比较处理
  3.仿真要注意的地方
  (1)仿真信号可以由程序直接产生,也可以用TEXTIO文件产生后读入。
  (2)仿真程序中可以简化实体描述,省略有关端口的描述。仿真程序实体描述的简化形式为:
  ENTITY 测试平台名 IS
  END 测试平台名;
  (3)对于功能仿真结果的判断,可以用断言语句(ASSORT)描述
  (4)为了比较和分析电子系统的功能,寻求实现指标的最佳结构,往往利用一个测试平台对实体的不同结构进行仿真,一般是应用配置语句为同一被测实体选用多个结构体。
  
  4.VHDL仿真程序结构
  测试平台仅仅是用于仿真,因此可以利用所有的行为描述语言进行描述,下表表示了一个测试平台所包含的部分,典型的测试平台将包括测试结果和错误报告结果。
  (1)产生时钟信号
  
  (2)提供仿真信号
  提供仿真信号可以有两种方法:绝对时间仿真和相对时间仿真。在绝对时间仿真方法中,仿真时间只是相对于零时刻的仿真时间。在相对时间仿真方法中,仿真的时间首先提供一个初值,在后继的时间设置中相对于该初始时间进行事件动作。
  绝对时间仿真:
  
  相对时间仿真:
  
  (3)显示结果
  VHDL提供标准的std_textio函数包把输入输出结果显示在终端上。
  5.简单的仿真程序
  
  
  6.3.3 TEXTIO建立测试程序
  在由仿真程序直接产生输入信号的方法中,测试矢量是仿真程序的一个部分,如果系统比较复杂,测试矢量的数目非常大,修改测试矢量时就必须修改程序,重新编译和仿真。工作量大。因此,在测试矢量非常大的时候可以用TEXTIO的方法来进行仿真。
  TEXTIO仿真方法:测试矢量从仿真程序中分离出来,单独存于一个文件中(即TEXTIO文件),在仿真时,根据定时要求按行读出,并赋予相应的输入信号。这种方法允许采用同一个测试平台,通过不同的测试矢量文件进行不同的仿真。值得注意的是,测试矢量文件的读取,需要利用TEXTIO程序包的功能。在TEXTIO程序包中,包含有对文本文件进行读写的过程和函数。
  
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