FPGA仿真方法及仿真程序的编写介绍.doc
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1、FPGA仿真方法及仿真程序的编写介绍一、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。二、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
2、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
3、名 ISEND 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。CONFIGURATION 测试平台名 OF 被测实体名 ISFOR 被测实体的A的结构体名END FOR;END 测试平台名;同样,若选用结构体B,则配置语句可写为:CONFIGURATION 测试平台名 OF 被测实体名 ISFOR 被测实体的B的结构体名END FOR;END 测试平台名;4 VHDL仿真程序结构测试平台仅仅是用于仿真,因此可以
4、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:MainStimulus: process beginReset = 1;Load = 0;Count_UpDn = 0;wait for 100 ns;Reset = 0;wait for 20 ns;Load = 1;wa
5、it for 20 ns;Count_UpDn = 1;end process;相对时间仿真:Process (Clock)BeginIf rising_edge(Clock) thenTB_Count = TB_Count + 1;end if;end process;SecondStimulus: process beginif (TB_Count = 5) thenReset = 1;Load = 0;Count_UpDn = 0;ElseReset = 0;Load = 1;Count_UpDn = 1;end process;FinalStimulus: process begini
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