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ModelSim是优秀的HDL仿真软件之一，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一的单内核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是FPGA/ASIC设计的首选仿真软件。本书以ModelSim 6.1f版软件为例，由浅入深、循序渐进地介绍了ModelSim 6.1f软件各部分知识，包括ModelSim 6.1f的基础知识、菜单命令、库和工程的建立与管理、Verilog/VHDL文件的编译仿真及采用多种方式分析仿真结果等知识。书中配有大量的插图和详细的讲解，并结合实例讲解使用ModelSim进行仿真操作的基本知识和方法技巧。

目    录
 第1章  概述	1
1.1  IC设计与ModelSim	1
1.1.1  IC设计基本流程	1
1.1.2  ModelSim概述	3
1.2  ModelSim应用基本流程	5
1.2.1  创建工程及工程库	5
1.2.2  创建新文件	6
1.2.3  加载设计文件	6
1.2.4  编译源文件	7
1.2.5  运行仿真	8
1.2.6  查看结果	9
1.2.7  工程调试	9
第2章  操作界面	11
2.1  整体界面	11
2.2  菜单栏	12
2.2.1  File菜单	12
2.2.2  Edit菜单	16
2.2.3  View菜单	19
2.2.4  Format菜单	23
2.2.5  Compile菜单	23
2.2.6  Simulate菜单	25
2.2.7  Add菜单	27
2.2.8  Tools菜单	28
2.2.9  Window菜单	33
2.2.10  Help菜单	33
2.3  工具栏	34
2.4  工作区	34
2.5  命令窗口	35
2.6  MDI窗口	36
2.6.1  源文件窗口	37
2.6.2  波形窗口	37

2.6.3  列表窗口	38
2.6.4  数据流窗口	39
2.6.5  属性窗口	39
2.6.6  进程窗口	40
2.6.7  对象窗口	40
2.6.8  存储器窗口	40
2.7  界面的设置	41
2.7.1  定制用户界面	41
2.7.2  设置界面参数	43
第3章  工程和库	45
3.1  ModelSim工程	45
3.1.1  删除原有工程	45
3.1.2  开始一个新工程	46
3.1.3  工程标签	47
3.1.4  工程编译	48
3.1.5  仿真环境配置	51
3.1.6  工程文件组织	53
3.1.7  工程及文件属性设置	54
实例3-1  工程文件管理	59
3.2  ModelSim库	62
3.2.1  概述	62
3.2.2  库的创建及管理	63
3.2.3  资源库管理	65
3.2.4  导入FPGA的库	65
第4章  ModelSim对不同语言的仿真	67
4.1  VHDL仿真	67
4.1.1  VHDL文件编译	67
4.1.2  VHDL设计优化	69
4.1.3  VHDL设计仿真	74
4.1.4  还原点和仿真恢复	79
4.1.5  TEXTIO的使用	80

实例4-1  VHDL设计的仿真全过程	82
4.2  Verilog仿真	87
4.2.1  Verilog文件编译	88
4.2.2  Verilog设计优化	89
4.2.3  Verilog设计仿真	89
4.2.4  还原点和仿真恢复	94
4.2.5  单元库	94
4.2.6  系统任务和系统函数	95
4.2.7  编译指令	97
实例4-2  32位浮点乘法器的Verilog
仿真过程	98
4.3  SystemC仿真	104
4.3.1  概述	104
4.3.2  SystemC文件的编译和链接	105
4.3.3  设计仿真和调试	110
4.3.4  常见错误	111
4.4  混合语言仿真	114
4.4.1  编译过程与公共设计库	114
4.4.2  映射数据类型	116
4.4.3  VHDL调用Verilog	120
4.4.4  Verilog调用VHDL	122
4.4.5  SystemC调用Verilog	122
4.4.6  Verilog调用SystemC	123
4.4.7  SystemC调用VHDL	124
4.4.8  VHDL调用SystemC	125
第5章  利用ModelSim进行仿真
分析	127
5.1  仿真概述	127
5.2  WLF文件和虚拟对象	128
5.2.1  保存仿真状态	129
5.2.2  Dataset结构	131
5.2.3  Dataset管理	132
5.2.4  虚拟对象	134
5.3  利用波形编辑器产生激励	137
5.3.1  创建波形	137
5.3.2  编辑波形	141
5.3.3  导出激励文件并使用	144
5.4  采用描述语言生成激励	146

5.5  ModelSim波形分析	149
5.5.1  波形窗口和列表窗口	149
5.5.2  时间标记	151
5.5.3  窗口的缩放	151
5.5.4  在窗口中搜索	153
5.5.5  窗口的格式编排	154
5.5.6  波形和列表的保存	157
5.5.7  信号总线	158
5.5.8  其他功能	159
5.5.9  波形比较	160
5.6  存储器的查看和操作	165
5.6.1  存储器的查看	166
5.6.2  存储数据的导出	167
5.6.3  存储器初始化	168
5.6.4  存储器调试	168
5.7  数据流窗口的使用	169
5.7.1  概述	169
5.7.2  设计连通性分析	171
5.7.3  信号追踪和查找	172
5.7.4  设置和保存打印	173
5.8  综合实例	174
实例5-1  三分频时钟的分析	175
实例5-2  同步FIFO的仿真分析	181
实例5-3  基2的SRT除法器的仿真
分析	186
第6章  ModelSim的协同仿真	194
6.1  ModelSim与Debussy的协同仿真	194
6.1.1  Debussy工具介绍	194
6.1.2  Debussy配置方法	199
实例6-1  与Debussy的协同仿真	202
6.2  ModelSim与Matlab的协同仿真	209
6.2.1  简介	209
实例6-2  与Matlab的协同仿真	211
实例6-3  与Simulink的协同仿真	214
第7章  ModelSim对不同公司器件的后
仿真	221
7.1  ModelSim对Altera器件的后仿真	221
7.1.1  QuartusⅡ简介	221

7.1.2  后仿真流程	224
实例7-1  直接采用QuartusⅡ调用
ModelSim进行仿真	224
实例7-2  先用QuartusⅡ创建工程，
再用ModelSim进行时序
仿真	235
7.2  ModelSim对Xilinx器件的后
仿真	240
7.2.1  ISE简介	241
7.2.2  后仿真流程	242
实例7-3  用ISE对全加器进行时序
仿真	244
第8章  ModelSim的其他功能	252
8.1  C调试	252
8.1.1  概述	252
8.1.2  C步进调试与调试设置	254
8.2  ModelSim的剖析工具	255
8.2.1  运行性能剖析和存储器剖析	255
8.2.2  查看性能剖析结果	256
8.2.3  查看存储器剖析报告	258
8.2.4  保存结果	259
8.3  覆盖率检测	260
8.3.1  启用代码覆盖	260
8.3.2  覆盖率的查看	264
8.3.3  覆盖率检测的设置	267
8.3.4  覆盖信息报告	267
8.4  信号探测	270
8.5  采用JobSpy控制批处理仿真	273
8.5.1  JobSpy功能与流程	273
8.5.2  运行JobSpy	274
第9章  ModelSim的文件和脚本	277
9.1  SDF文件	277
9.1.1  SDF文件的指定和编译	277
9.1.2  VHDL的SDF	279
9.1.3  Verilog的SDF	280
9.1.4  SDF文件信息	282
9.2  VCD文件	284
9.2.1  创建一个VCD文件	284
9.2.2  使用VCD作为激励	286
9.2.3  VCD任务	288
9.2.4  端口驱动数据	289
9.3  Tcl和DO文件	291
9.3.1  Tcl命令	291
9.3.2  Tcl语法	292
9.3.3  ModelSim的Tcl时序命令	293
9.3.4  宏命令	294

前   言
    ModelSim是Mentor Graphics公司开发的EDA工具软件，它是一款主要应用于HDL仿真的软件，为调试设计提供了强力的支持。
    ModelSim是一款强大的仿真软件，不仅仅支持对HDL的仿真，还可以支持SystemC、C语言等的调试和仿真，使得在整个的设计中可以采用更灵活的手段来完成设计功能。
在仿真的过程中，ModelSim可以独立完成HDL代码的仿真，还可以结合FPGA开发软件对设计单元进行时序仿真，得到更加真实的仿真结果。多数的FPGA厂商都提供了和ModelSim的接口，使得设计者在器件的选择和结果的掌握上更加得心应手。
    本书是结合作者多年的教学和工作经验的基础上编写的，在编写过程中，本书突出了以下特点：
    1．直观易懂性
    全书以图解实例的形式介绍基础知识和实例操作，所有的知识点和操作流程尽可能给出配套图片，直观易懂，使用户能够在最短的时间内获取最多的知识。
    2．可扩展性
    采用了ModelSim 6.1f版本为例进行讲解，但是讲解过程中提供了命令行操作和菜单操作两种操作方法，命令行操作使得讲解的知识更具有可扩展性。
    3．实用性
    全书采用了基础知识介绍和实例操作相结合的方法，互相补充，书上的实例都是具有实际意义的设计实例，并根据介绍内容的不同进行了选取，能够更好的使读者理解操作的过程，使读者在学完本书后能够快速地将知识应用于生产实践。
    4．结构清晰，讲解详尽
    全书采用基础知识、综合实例的循序渐进的讲解方法，一步步地提高用户的仿真知识，而且每个知识点和实例都做了尽可能详细的讲解，使用户学习起来轻松自如。
    5．多媒体示范
    本书的配套光盘中提供了所有实例的视频操作 ，用户可以在观看录像中增强知识点的理解。同时，视频中操作的步骤严格按照书中实例的步骤进行，可以看到文字难以描述的过程。
    本书共分为9章，依次介绍了ModelSim 6.1f基本知识、操作界面、工程和库、对不同语言的仿真、仿真分析、与其他软件的协同仿真、对不同公司器件的后仿真、ModelSim的其他功能、ModelSim的文件和脚本等内容。
    第1章概述。介绍了IC设计的基本流程和ModelSim不同版本的特点和功能，并给出一个简单的实例，快速地掌握使用ModelSim进行基本仿真的流程。
    第2章操作界面。介绍ModelSim的基本操作界面，包括菜单栏中各条命令的基本功能和主界面中工作区、命令区、MDI区的功能，并介绍了仿真中经常使用到的窗口。
    第3章工程和库。介绍了工程和库的相关知识，给出了详细的工程管理方法和库的建立导入方式，并给出了实例。
    第4章ModelSim对不同语言的仿真。介绍使用ModelSim对Verilog语言和VHDL的仿真方法，并分别配以实例进行讲解。并给出了对SystemC的仿真方法和三种语言混合仿真需要注意的事项。
    第5章利用ModelSim进行仿真分析。介绍如何使用ModelSim观察仿真结果，进行仿真分析，主要包括WLF文件、创建波形激励、波形分析、存储器查看、数据流窗口使用等内容，在章末配有多个实例来演示这些功能。
    第6章ModelSim的协同仿真。介绍如何使用其他软件工具与ModelSim进行系统仿真，弥补ModelSim的不足，主要介绍了使用Debussy和Matlab与ModelSim进行仿真的配置方法和步骤，并给出了实例。
    第7章ModelSim对不同公司器件的后仿真。介绍了利用FPGA开发工具与ModelSim联合进行后仿真的过程，以Altera和Xilinx两大主流厂商的开发工具为例，并结合实例演示。
    第8章ModelSim的其他功能。介绍了ModelSim的零散功能，包括C调试、性能剖析、覆盖率检测、信号探测和利用JobSpy进行批处理。
    第9章ModelSim的文件和脚本。介绍前8章中涉及的文件类型，包括SDF文件、VCD文件、Tcl文件、DO文件等，这些文件都是在仿真中有重要作用的文件类型，在最后一章中统一进行讲解。
    本书由于斌、米秀杰主编，参与编写和光盘开发的人员有谢龙汉、林伟、魏艳光、林木议、王悦阳、林伟洁、林树财、郑晓、吴苗、李翔、莫衍、朱小远、唐培培、耿煜、尚涛、邓奕、张桂东、鲁力、刘文超、刘新东等。由于时间仓促，书中难免有疏漏之处，请读者谅解。读者可通过电子邮件yu_bin@vip.sina.com与我们交流。


                                                       编  者

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