本教程介绍如何使用Altera公司的Quartus II和ModelSim工具进行联合仿真,帮助用户掌握高效的硬件验证方法。
### Quartus II 与 Modelsim 联合仿真的详细步骤及原理
#### 引言
在数字电路设计领域,Quartus II 和 Modelsim 的联合仿真是一种常用的验证设计正确性的方法。Quartus II 是 Altera 公司(现已被 Intel 收购)开发的一款用于 FPGA/CPLD 设计的软件工具,它集成了设计输入、综合、布局布线和测试等多个功能模块。而 Modelsim 则是一款强大的 HDL 仿真工具,在 FPGA 和 CPLD 的设计验证中被广泛使用。本段落将详细介绍如何通过这两个软件进行联合仿真,并帮助读者更好地理解和掌握这一技术。
#### Quartus II与Modelsim 联合仿真的步骤详解
##### 建立工程与源代码编写
启动 Quartus II,创建一个新的项目并撰写好你的设计源程序(通常为 VHDL 或 Verilog 语言)。完成后,请确保源代码通过编译无误。
##### 设置目标器件
在“Assignments”菜单中选择“Device”,设置目标 FPGA/CPLD 器件的相关参数。这一步的主要任务是确定最终的设计将要在哪个具体的芯片上实现,包括型号等信息的指定。
##### 配置仿真工具
接下来,在“Assignments”下的“Simulation”选项里选择 Modelsim(如果是使用 Altera 自带版本,则选择 Modelsim-Altera)。设置输出网表文件格式为 Verilog 或 VHDL,并定义测试平台文件的保存路径,通常默认为 “simulationmodelsim”。
##### 配置Modelsim 路径
打开“Tools”菜单下的“Options”,然后进入“EDA Tool Options”。在此界面中修改 Modelsim (或 Modelsim-Altera) 的路径信息,确保其与实际 modelsim.exe 文件的位置一致。
##### 生成测试平台文件
通过选择 “Processing” 菜单中的“Start Test Bench Template Writer”来创建测试平台文件。此操作后会生成一个以 .vt 结尾的文件,接下来需要手动编辑该文件并编写相应的激励信号代码。
##### 添加测试平台文件
重新打开第二步设置过的窗口,在 Native Link settings 选项中选择 Compile testbench 并加载之前生成的测试平台文件。在弹出的“TestBenches”对话框内点击 “New”,然后填写新的 TestBench 设置对话框中的路径和文件名,并通过“Add”按钮添加。
##### 配置其他参数
在 TestBench Setting 对话框中,需填入其余必要的参数信息。“Toplevel module in testbench”的名称必须与测试平台代码内的模块完全一致。
##### 执行联合仿真
使用 “Tool” 菜单下的“Run EDA Simulation Tool” -> “EDA RTL Simulation”选项执行 Quartus II 和 Modelsim 的联合仿真。根据需要选择门级或时序仿真的类型进行操作。
##### 处理BDF 文件(如适用)
如果顶层文件是 BDF 格式的原理图,直接使用上述方法可能会遇到问题,因为 Modelsim 无法识别这种格式的文件。解决方案是在 Quartus II 中将 *.bdf 文件转换为 Verilog 或 VHDL 代码形式。具体操作是在保持当前活动窗口为 .bdf 文件的状态下执行“File”菜单下的 “CreateUpdate” -> “Create HDL Design File for Current File”,并选择输出语言类型(Verilog 或 VHDL)。完成转换后,删除原始的 BDF 文件,并将新生成的文件添加到项目中作为顶层设计文件。然后按照之前的步骤继续进行联合仿真。
#### 总结
通过上述步骤可以成功实现 Quartus II 和 Modelsim 的联合仿真,这对于验证 FPGA/CPLD 设计的有效性非常重要。此外,了解这些操作背后的原理有助于深入理解整个 FPGA 开发流程。希望本段落能为电子工程师和技术爱好者提供帮助。