ModelSim中的仿真代码覆盖率分析方法

简介：
本文介绍了在ModelSim环境下进行仿真代码覆盖率分析的方法和技巧，帮助用户提高设计验证效率和质量。 在硬件设计验证过程中，ModelSim 是一款常用的仿真工具，它提供了强大的代码覆盖率分析功能以确保测试的全面性。本段落将详细介绍如何利用 ModelSim 进行代码覆盖率分析，特别是针对 FPGA 仿真的步骤。 1. **设置编译选项**：选择要进行代码覆盖率分析的工作区中的源文件，并通过右键点击选择 compile -> compile properties -> coverage 来启用 statement、branches、condition 和 expression 四种类型的覆盖率检查。 2. **编译源代码**：对选定的文件执行编译操作。这可以通过在命令行输入 `compile -all` 或者从菜单栏中选择 Compile All 完成。 3. **启动仿真**：为了激活代码覆盖率功能，需要在仿真时指定相关参数。可以在命令行窗口键入 `vsim -voptargs=+acc -coverage work.test` 启动仿真，并运行 `run -all` 命令或者通过 ModelSim 的图形界面选择 Start Simulate -> Others 并勾选 Enable Code Coverage, 然后再执行 run-all。 4. **查看覆盖率结果**：完成仿真的后，可以通过 Instance coverage 和 file 窗口检查覆盖率报告。这些窗口会显示每个模块的覆盖率百分比和未被覆盖的部分代码。例如，如果测试平台（testbench）的覆盖率为 100%，而 sequ_dtcr 模块为 97.74% ，说明有一个 default 分支尚未被执行。 5. **强制执行未到达的分支**：为了验证那些未达到的分支是否正确运行，比如状态机中的默认分支，可以采取措施使状态机进入一个非法的状态。在 Wave 窗口中选择 current_state 信号，并通过右键菜单选择 Force 来设置为非法值（如8h03）。同样也可以使用脚本实现这一操作。一旦非法状态被触发并且强制执行解除后重新运行仿真，sequ_dtcr 的覆盖率应当达到100%，同时默认语句前的标记也会变为绿色对勾，表明其已经被测试过。 代码覆盖率分析是确保 FPGA 设计质量的关键步骤之一，能够发现设计中的潜在问题并提高测试用例的全面性。ModelSim 提供了多种类型的覆盖检查，如语句、分支、条件和表达式等类型，有助于深入理解设计执行情况。通过强制执行未达到的分支并对它们进行验证，设计人员可以确保所有可能的情况都得到了充分测试，从而提升设计的整体可靠性。在实际工程项目中，根据项目的具体需求选择合适的覆盖率指标，并结合其他验证技术（如约束随机测试和形式化验证）以实现全面的设计目标是非常重要的。