工作內(nèi)容：

　　Mentor公司的ModelSim是業(yè)界秀的HDL語言仿真軟件，它能提供友好的仿真環(huán)境，是業(yè)界的單內(nèi)核支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它采用直接優(yōu)化的編譯技術(shù)、Tcl/Tk技術(shù)、和單一內(nèi)核仿真技術(shù)，編譯仿真速度快，編譯的代碼與平臺無關(guān)，便于保護(hù)IP核，個(gè)性化的圖形界面和用戶接口，為用戶加快調(diào)錯(cuò)提供強(qiáng)有力的手段，是FPGA/ASIC設(shè)計(jì)的仿真軟件。

　　Synplify、Synplify Pro和Synplify Premier是Synplicity（Synopsys公司于2008年收購了Synplicity公司）公司提供的專門針對FPGA和CPLD實(shí)現(xiàn)的邏輯綜合工具，Synplicity的工具涵蓋了可編程邏輯器件（FPGAs、PLDs和CPLDs）的綜合，驗(yàn)證，調(diào)試，物理綜合及原型驗(yàn)證等領(lǐng)域。Quartus® II design 是和復(fù)雜的，用于system-on-a-programmable-chip （SOPC）的設(shè)計(jì)環(huán)境。 QuartusII design 提供完善的 timing closure 和 LogicLock? 基于塊的設(shè)計(jì)流程。QuartusII design是一個(gè)包括以timing closure 和 基于塊的設(shè)計(jì)流為基本特征的programmable logic device （PLD）的軟件。 Quartus II 設(shè)計(jì)軟件改進(jìn)了性能、提升了功能性、解決了潛在的設(shè)計(jì)延遲等，在工業(yè)領(lǐng)域率先提供FPGA與mask-programmed devices開發(fā)的統(tǒng)一工作流程。

　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)多路選擇器，利用ModelSimSE做功能仿真；多路選擇器是數(shù)據(jù)選擇器的別稱。在多路數(shù)據(jù)傳送過程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱多路選擇器或多路開關(guān)。

　　2、利用Synplify Pro進(jìn)行綜合，生成xxx.vqm文件；

　　3、利用Quartus II導(dǎo)入xxx.vqm進(jìn)行自動(dòng)布局布線，并生成xxx.vo（Verilog

　　4、利用ModelSimSE做后仿真，看是否滿足要求。

　　注：

　　1. 仿真器（Simulator）是用來仿真電路的波形。仿真器（emulator）以某一系統(tǒng)復(fù)現(xiàn)另一系統(tǒng)的功能。與計(jì)算機(jī)模擬（Computer Simulation）的區(qū)別在于，仿真器致力于模仿系統(tǒng)的外在表現(xiàn)、行為，而不是模擬系統(tǒng)的抽象模型。請參閱仿真和模擬詞條。

　　2. 綜合工具（Synthesizer）的功能是將HDL轉(zhuǎn)換成由電路所組成的Netlist.

　　3. 一般而言，在電路設(shè)計(jì)的仿真上可分為Pre-Sim 和Post-Sim.Pre-Sim 是針而Post-Sim則是針對綜合過且做完成了Auto Place and Route（APR）的電路進(jìn)行仿真，以確保所設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)在FPGA上時(shí)，與Pre-Sim 的功能一樣。多路選擇器還包括總線的多路選擇，模擬信號的多路選擇等，相應(yīng)的器件也有不同的特性和使用方法。具體可以查找相關(guān)網(wǎng)站 .

　　1、前仿真（Pre-Sim）

　　步驟一：打開ModelSimSE,然后建立一個(gè)Project;

　　建立Project的方式為點(diǎn)選File → New → Project…；

　　設(shè)定Project Name 與Project location,按OK 即可建立Project.

　　步驟二：新增設(shè)計(jì)文檔或加入文檔。

　　新增文檔的方式為點(diǎn)選File → New → Source → Verilog,然后對文檔進(jìn)行編輯并儲存為xxx.v;

　　加入文檔的方式為點(diǎn)選File → Add to Project → File…，然后點(diǎn)選xxx.v;

　　步驟三：編譯（Compile）。

　　編譯文檔的方式為點(diǎn)選Compile → Compile All,即可編譯所有的文檔。

　　如果編譯時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，在顯示錯(cuò)誤的地方（紅字）點(diǎn)兩下，即可跳到錯(cuò)誤。

　　步驟四：新增或加入測試平臺（Testbench）。

　　當(dāng)設(shè)計(jì)完電路后，為了確定所設(shè)計(jì)的電路是否符合要求，我們會寫一個(gè)測 試平臺（Testbench）；

　　新增或加入測試平臺，然后編譯它。

　　步驟五：仿真（Simulate）。

　　仿真的方式為點(diǎn)選Simulate → Simulate…；

　　打開Design里面的work,然后點(diǎn)選mux_4_to_1_tb 并Add 它，按Load 即可跳到仿真窗口。

　　步驟六：加入信號線。

　　在窗口上按右鍵，然后點(diǎn)選Add → Add to Wave;

　　步驟七：看波形。

　　在工具列上按Run,然后就會顯示波形；

　　慢慢看波形吧，沒有波形就沒有真相.

　　以上就是使用ModelSim做Pre-Sim的基本流程，在此要特別強(qiáng)調(diào)的是，ModelSim所有的功能并不僅僅于此，如果你想要了解更多的話，一切都要靠自己花時(shí)間去問去試，只有努力的人才能有豐富的收獲，加油！

　　2、綜合（Synthesis）

　　步驟一：打開Synplify Pro,然后建立一個(gè)Project.

　　先點(diǎn)選File,再點(diǎn)選New;

　　選擇Project File,并設(shè)定File Name與File Location;

　　步驟二：加入設(shè)計(jì)文件。

　　點(diǎn)選欲加入的xxx.v,然后按Add,再按OK后就可以將檔案加入。

　　步驟三：選擇FPGA的Device 與其它相關(guān)設(shè)定。

　　先點(diǎn)選Project,再點(diǎn)選Implementation Options.

　　在Device 的設(shè)定如下：Technology為Altera Stratix,Part為EP1S10,Speed 為-6,Package 為FC780.

　　在Options 的設(shè)定是將FSM Compiler與Resource Sharing打勾。

　　在Constraints的設(shè)定是將Frequency設(shè)定至100Mhz.

　　在Implementation Results的設(shè)定是將Result File Name填入與電路模塊相同的名稱，而xxx.vgm這個(gè)文件會在QuartusII做APR時(shí)被使用。然后將下列兩個(gè)選項(xiàng)打勾（Write Vendor Constraint File與Write Mapped Verilog Netlist）。

　　在Timing Report的設(shè)定是將Number of Critical Paths與Number of Start/End Points都設(shè)為11.

　　在Verilog里是將TOP Level Module填入與電路模塊相同的名稱，然后將 Use Verilog 2001打勾。

　　步驟四：綜合（Synthesis）。

　　點(diǎn)選RUN → Synthesize,出現(xiàn)Done!就是已經(jīng)綜合完畢。

　　步驟五：檢查綜合后的電路。

　　先點(diǎn)選HDL Analyst,再點(diǎn)選RTL,點(diǎn)選Hierarchal View,畫面會出現(xiàn)綜合后的電路Netlist.

　　以上就是使用Synplify將HDL程序合成為電路Netlist的基本流程，值得注意的是，當(dāng)你針對不同要求而設(shè)定的Constraints不同時(shí)，你就會得到不同的電路Netlist,所要付出的硬件代價(jià)也不同，這就需要大家多花點(diǎn)心思來了解其中的奧妙之處。

　　3、自動(dòng)布局布線（APR）

　　步驟一：開啟Quartus II,然后建立一個(gè)Project.

　　先點(diǎn)選File,再點(diǎn)選New Project Wizard…

　　設(shè)定Work Directory,Project Name與Top-Level Entity Name,再按Next.

　　步驟二：加入設(shè)計(jì)文件。

　　點(diǎn)選Add…，將Synplify合成出來的xxx.vqm加入，再按Next.

　　步驟三：設(shè)定相關(guān)的EDA Tools.

　　在Tool Type點(diǎn)選Simulation,Tool Name點(diǎn)選ModelSim.

　　點(diǎn)選Settings,將Time Scale設(shè)定為1 ns.

　　步驟四：設(shè)定Family.

　　設(shè)定Family為Stratix,再按Next.

　　步驟五：設(shè)定Device.

　　設(shè)定Device 為EP1S10F780C6,再按Finish,即可完成Project的設(shè)定。

　　步驟六：編譯。

　　點(diǎn)選Processing → Start Compilation,即可開始編譯。

　　步驟七：完成編譯。

　　彈出下面窗口即代表編譯完畢。

　　以上就是使用Quartus II對電路Netlist做APR的基本流程，并且利用設(shè)定仿真工具所產(chǎn)生的xxx.vo（Verilog Output File）與xxx.sdo（Standard Delay Output File）做后仿真。

　　4、后仿真（Post-Sim）

　　步驟一：啟動(dòng)ModelSim,然后建立一個(gè)Project.

　　建立Project的方式為點(diǎn)選File → New → Project…

　　設(shè)定Project Name與Project location,按OK即可建立Project.

　　步驟二：加入設(shè)計(jì)文檔。

　　將xxx.vo更改為xxx.v,然后加入。

　　步驟三：加入組件庫文件。

　　由于我們是采用Altera的Cell Library來合成電路，所以合成后的電Netlist里所包括的那些Logic Gates與Flip-Flop 都是出自于Cell Library,所以模擬時(shí)要將此Cell Library加入。

　　我們所選用的Family是Stratix,所以到QuartusIIedasim_lib 里將Stratix的Cell Library（stratix_atoms.v）加入。

　　步驟四：加入測試平臺。

　　加入Pre-Sim的測試平臺，并在測試平臺里加上`timescale 1ns/100ps.

　　步驟五：編譯。

　　編譯檔案的方式為點(diǎn)選Compile → Compile All,即可編譯所有的檔案。

　　如果編譯時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，在顯示錯(cuò)誤的地方（紅字）點(diǎn)兩下，即可跳到錯(cuò)誤。

　　步驟六：仿真。

　　仿真文件的方式為點(diǎn)選Simulate → Simulate…

　　步驟七：加入要觀察的信號。

　　在窗口上按右鍵，然后點(diǎn)選Add → Add to Wave.

　　步驟八：觀察波形。

　　慢慢看波形吧，沒有波形就沒有真相

　　步驟九：比對Pre-Sim 與Post-Sim.

　　很明顯地，Post-Sim 的輸出有不穩(wěn)定的信號，并且受到延遲時(shí)間的影響。