QuestaSim自动化仿真之do文件

一、编写基本的do文件

下面按照实际仿真的步骤来说明do文件中需要用到的各个tcl命令。

1、quit -sim ---- 退出原来的仿真工程；

2、cd ---- 设置工作目录的路径，就是仿真工程路径；

3、vlib work ---- 在工作目录下建立一个work目录，请注意不要用操作系统直接新建一个work的文件夹，因为用操作系统建立的work文件夹并没有modelsim SE自动生成的_info文件。还有个问题是，当你的软件工程里需要用到软核时，可能会需要一些库，但这些库ISE软件中是没有的，此时就需要我们自己新建库了，并映射到当前目录下。我们将自己新建的库一般放在work库前面建立；

4、vmap work /vmap work work ---- 将新建的work库映射到当前工作目录下（当前目录就是第一步中的目录了），其他新建的库也要这样的方法映射。此处需要注意的事逻辑库名与物理库名最好保持一致，后面的work为物理的库目录，即上一步的目录；

5、vlog  +acc –work work “file_path/*.v” ---- 编译“file_path”目录下所有.v文件，并将其添加进工作库（work）中，包括IP生成的V文件也要编译的。编译时可以分开单独编译，但是一定要注意顺序，先编译被调用的文件。其中的“-work work”是将后面的源文件编译到哪个库中，如果是编译到默认的work库中，则也可以不写该参数。若只想编译其中某些文件，则可以直接写出这些文件的名字，比如下面两种写法等效：

vlog div.v div_tb.v

vlog -work work div.v div_tb.v

若是要编译基本器件库，可参照下面的例子：

vlib verilog_libs/altera_ver

vmap altera_ver ./verilog_libs/altera_ver

vlog -vlog01compat -work altera_ver {d:/quartus9.0/quartus/eda/sim_lib/altera_primitives.v

vlog后面的两个参数“-vlog01compat”、“-work”是固定的。其中“-work”是必须保留的，“-vlog01compat”则在源文件为verilog文件时可以保留，如果为VHDL文件则不能使用该参数。需要注意的一点是该工程目录下的“verilog_libs”库文件夹需要手动建立，否则会运行会出现错误。

需要编译的文件有两种：源代码文件、库文件。对于库文件的编译可以有两种处理方式：1、将这些库文件与源代码文件一起编译到work库中，这样比较方便省事；2、将库文件单独编译到一个库中，在运行的时候需要通过参数设置来将库选择上。由于第一种方式较为简单，后面将采用第二种方式。

当某一路径会经常用到时，可以通过设置一个路径变量来存储该路径，示例如下：

set LIBPATH c:/altera/11.0/quartus/eda/sim_lib/

vlib sim_lib 

vmap sim_lib sim_lib

vlog -work sim_lib $LIBPATH/altera_mf.v

vlog -work sim_lib $LIBPATH/altera_primitives.v

vlog命令负责编译verilog文件，如果是VHDL文件，则需要将vlog命令换成vcom命令。

在该命令中，如果想要include某个文件，则可以通过vlog的incdir选项来实现，比如：

vlog +incdir+d:/work

6、vsim -novopt -quiet -c -L altera_ver -L E:/modeltech_6.6a/Xilinx_lib_edk/unimacro_ver -lib work div -t 1ns -do "run 2084655ns" ---- 启动仿真命令，该命令可以有许多参数。

参数“-L altera_ver”是添加仿真库，该处是直接使用逻辑库名称，也可以像后面一样使用物理库的名称及路径；若是库与源文件一起编译到work库中的，则不需要该参数；

参数“-t 1ns”表示仿真时间单位为1ns；

参数“-novopt”禁止优化（no vopt），可能会因为vopt的缘故使得一些不重要signal被modelsim自动忽略，一般会保留该参数；

参数“-do”表示运行时间，该参数一般不用，在后面再运行该命令；

参数“-c”表示进入命令行模式，如果没有该参数，则表示进行GUI模式。

默认工作库为work，因而下面几种写法等效：

vsim div_tb

vsim -lib work div_tb

vsim work.div_tb

sim -L D:/Modelsim/Installfiles/altera/altera_mf work.videoin_tb

7、view signals source wave ---- 打开signal、source、wave窗口，也可以只打开wave窗口；

8、delete wave * ---- 删除原来wave窗口中的波形；

9、add wave -binary clk rst ---- 打添加要观察的波形信号，clk、rst为tb的顶层信号名，若要添加内部信号则要给出路径，-binary表示使用二进制显示；

添加一个模块的所有信号则可以用下面的方式：

add wave -dec sim:/div_tb/*

若只是要添加单个信号，则把“*”换成对应的信号即可，比如：

add wave -unsigned sim:/div_tb/clk

在wave窗口中，可以对波形进行相关配置，下面是常用的配置命令：

WaveRestoreCursors {{Cursors 1} {200ns} 0} {{Cursors 2} {400ns} 0}

configure wave -rowmargin 4

configure wave -childrowmargin 2

configure wave -namecolwidth 150

configure wave -valuecolwidth 100

configure wave -signalnamewidth 0

configure wave -justifyvalue left

configure wave -snapdistance 10

configure wave -datasetprefix 0

configure wave -gridoffset 0

configure wave -gridperiod 1

configure wave -griddelta 40

configure wave -timeline 0

update

WaveRestoreZoom {0 ns} {1000 ns}

如果所有信号均采用同一种方式显示，则可以用如下方式设置，就不必要在每次添加信号时设置显示参数：

radix -hex

10、run 5000/run @5000 ---- 开始运行仿真程序；

没有“@”则表示在当前时刻继续运行5000个单位时间；

有“@”则表示运行到5000这个时刻，如果当前程序仿真已经运行到了5000以后的时刻，则该方法不会继续向后运行，而会弹出一个错误信息，提示当前仿真时刻已经超过了该数值。

run -all则表示一直运行，直到手动停止。

在5000后面也可以跟上一个单位，不跟单位时则以仿真的最小单位为基准。

11、quit -f/quit -sim ---- 参数为“f”时则结束ModelSim，参数为“sim”时则结束该仿真进程。

这里只是编写了基本的do文件，需要在ModelSIm的Transcipts窗口输入相应的命令才可以执行。

1、cd filepath ----进入do文件所在的目录；

2、do filename.do ----执行do文件，开始仿真。

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二、进行优化

还可以对上面的流程进行优化，真正达到自动仿真，使得仿真更有效率。

1、批处理bat文件 ---- 直接运行该文件即可启动仿真，而不需要首先进入ModelSim启动do文件；该方法还未实验成功。

2、单独的文件存储文件路径 ----当有多个不同的文件路径时，为使do文件更加简洁，可以将所有路径存储在一个文件中。该方法也未实验成功。

我是按照Modelsim中常用的Tcl命令中的方法实验的，以后有时间再来看看怎么弄这个。

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三、交互式命令

通过在主窗口的命令窗口输入命令来实现，具有更好的调试和交互功能，提供多种指令，既可以是单步指令，也可以构成批处理文件，用来控制编辑、编译和仿真流程。

1、force-repeat

指令格式：force 开始时间开始电平值，结束电平值忽略时间（即0电平保持时间） -repeat 周期

force clk 0 0,1 30 -repeat 100 表示强制clk从0时间单元开始，起始电平为0，结束电平为1，0电平保持时间为30个默认时间单元，周期为100个默认时间单元，占空比为70%。

指令功能：每隔一段的周期重复一定的force命令，用来产生时钟信号，也可用来产生周期的输入信号，如01010101,00110011等。

2、force

指令格式：force item_name value time,value time；item_name为端口信号或内部信号，支持通配符号，但只能匹配一个；value不能默认，time，可选项，支持时间单元； force din 16#40900000 从当前时刻起给din赋值16进制40900000； force bus 16#F @100ns 在100ns时刻给bus赋值16进制F； force clr 1 100 经历100个默认时间单元延迟后为clr赋值1； 

force clr 1,0 100 表示clr赋值1后，经历100个默认时间单元延迟后为clr赋值为0。

3、run

指令格式：run timestepstime_unit,timesteps时间步长，time_unit时间单元，可以是fs、ps、ns、us、ms、sec； 

指令功能：运行（仿真）并指定时间及单元； 

run 100，表示运行100个默认时间单元； 

run 2500ns，表示运行2500ns； 

run -all，表示运行全过程； 

run -continue，表示继续运行。

4、force-cancel

指令格式:force-cancel period 

指令功能：执行period周期时间后取消force命令； 

force clk 0 0,1 30 -repeat 60-cancel 1000，表示强制clk从0时刻开始，直到1000个时间单元结束。

5、view

指令格式:view 窗口名 

指令功能：打开Modelsim的窗口 

view souce，打开源代码窗口； 

view wave，打开波形窗口； 

view list，打开列表窗口； 

view varibles，打开变量窗口； 

view signals，打开信号窗口； 

view all，打开所有窗口。