Modelsim之原理图窗口（Schematic window）的使用

最近在研读 Opencores 上面的 IIC master 代码时，用 Modelsim 做了仿真，用到了原理图（schematic）窗口。Modelsim 的原理图窗口配合 wave，可以很方便的观察各个 module 的输入输出信号的变化。原理图窗口提供了设计的实现视图，不通过 RTL 就可以看到设计的结构，连接性，层级关系等。它可以查看设计的“物理”连接；可以追溯设计的传播时间；可以找到非预期输出的原因。

如下图所示，展示了 Modelsim 的原理图窗口：

Schematic window 同时展示了设计中的可综合部分和不可综合部分。对于可综合部分来说：

• 显示组件之间的连接，以及从控制路径分离的数据路径；
• 标识时钟和事件触发器；
• 分离组合逻辑(Mux，Gates，Tristates)和时序逻辑(Flops)；
• 推测出 RAM/ROM 模块；

此外，像 Causality Traceback 和扇入/扇出跟踪这样的集成特性可以帮助您探索和调试设计的可合成部分。

不可综合部分被包含在黑盒中，并且与周围组间保持连接。

使用流程（Usage Flows）

Schematic window 可用于在仿真期间调试设计，或执行仿真后调试。

要启用 Schematic window 的完整调试功能，必须在设计加载时创建调试数据库，然后再细化。数据库指定设计的组合和顺序元素。然后，将模拟运行期间生成的数据记录到数据库中，以便立即进行调试或 post-sim 调试。

实时仿真原理图调试流程（Live Simulation Schematic Debug Flow）

Set up your simulation to perform schematic debug tasks during a live simulation.

即需要在仿真的时候加上执行调试任务。

流程（Procedure）

1. 创建工作区的库：

vlib <library_name>

2. 编译设计文件：

vlog/vcom <design_name>

3. 优化设计：

vopt +acc <design_name> -o <optimized_design_name> -debugdb

4. 加载设计：

vsim -debugdb[=<dbname>] <optimized_design_name>

参数-debugdb在当前工作的目录下创建了调试的数据库:<dbname>。如果缺省，该文件默认为vsim.dbg。该文件包含带注释的原理图连接信息。

5. 记录仿真数据：

log -r /*

建议记录整个设计的 log。这将提供事件的历史价值及其驱动因素。为了减少开销，您可以选择只记录感兴趣的区域。

可以使用 log 命令加单的保存仿真数据到.wlf 文件；或者，使用 add wave 命令记录仿真数据到.wlf 文件，可以在 Wave widow 窗口将仿真结果做为波形显示。

6. 运行仿真；
7. 使用 Schematic window 进行调试；
8. 退出仿真；

Note： 如果没有扩展的数据流许可证，Schematic window 将无法工作。如果您试图创建调试数据库(vsim -debugdb)而没有这个许可，将出现以下错误消息。

Error：（vsim-3304）You are not authorized to use -debugdb，no extended dataflow license exits.

后仿真原理图调试流程（Post Simulation Schematic Debug Flow）

当您在模拟“场”中执行大型设计的模拟时，最常使用原理图分析的模拟后调试流，在模拟“场”中，模拟结果将在较长时间内收集并保存以供以后分析。

这种方式是先跑仿真，将仿真结果全都保留下来，待到仿真结束后，再进行仿真波形的查看。

跑仿真时候的方式与“Live Simulation Schematic Debug Flow”流程类似。

流程（Procedure）

1. 双击 Modelsim 图标启动 Modelsim；
2. 选择File > Change Directory 变换到 post-simulation 数据文件所在的目录；
3. 使用如下命令读取数据文件：

vsim -view <db_pathname.wlf>

Modelsim 通过打开.wlf 数据集，自动关联同名的.dbg 数据库文件，如果没有发现同名称的，会尝试打开 vsim.dbg 文件。

参考

本文主要内容来自 Modelsim 的参考手册，因个人安装路径不同而不同，以下链接仅供参考：

file:///D:/modeltech64_10.6e/docs/htmldocs/mgchelp.htm#context=modelsim_se_user&topic=schematicwindow

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