1、Modelsim及FLI接口介紹

Modelsim是ModelTechnology(MentorGraphics的子公司)的HDL硬件描述語(yǔ)言仿真軟件，可以實(shí)現(xiàn)VHDL,Verilog，以及VHDL-Verilog混合設(shè)計(jì)的仿真。

除此之外，Modelsim還能夠與C語(yǔ)言一起實(shí)現(xiàn)對(duì)HDL設(shè)計(jì)文件的協(xié)同仿真。同時(shí)，相對(duì)于大多數(shù)的HDL仿真軟件來(lái)說(shuō)，Modelsim在仿真速度上也有明顯優(yōu)勢(shì)。這些特點(diǎn)使Modelsim越來(lái)越受到EDA設(shè)計(jì)者、尤其是FPGA設(shè)計(jì)者的青睞。

Modelsim的FLI接口(即ForeignLanguageInteRFace)提供了C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)鏈接程序與仿真器的接口，可以通過(guò)C語(yǔ)言編程對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行輔助仿真。

2、協(xié)同仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及意義

協(xié)同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口，用其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(非HDL語(yǔ)言，等)編程，輔助仿真工具進(jìn)行仿真。Modelsim提供了與C語(yǔ)言的協(xié)同仿真接口。以Windows平臺(tái)為例，用戶通過(guò)modelsim提供的C語(yǔ)言接口函數(shù)編程，生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，由modelsim調(diào)用這些動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行輔助仿真(圖1)。

Modelsim與C語(yǔ)言協(xié)同仿真一是用于產(chǎn)生測(cè)試向量，避免手工編寫(xiě)測(cè)試向量的繁瑣;二是可以根據(jù)程序計(jì)算結(jié)果自動(dòng)檢查仿真結(jié)果正確與否;三是模擬其他模塊(如RAM)的功能，在系統(tǒng)級(jí)對(duì)設(shè)計(jì)文件仿真。實(shí)際中一般是把一和二結(jié)合在一起，用程序產(chǎn)生仿真向量，一方面輸出給設(shè)計(jì)文件作為輸入，另一方面由程序本身對(duì)該向量計(jì)算，把得到的結(jié)果與仿真器的輸出結(jié)果比較，檢查邏輯是否正確(圖2)。至于模擬功能，現(xiàn)在已經(jīng)有一些通用芯片的模擬程序，如denali可以模擬RAM的功能。另外，用戶也可以利用modelsim提供的編程接口自己模擬一些芯片的行為，然后與設(shè)計(jì)文件連接到一起仿真。

圖2語(yǔ)言測(cè)試程序?qū)HDL設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真結(jié)構(gòu)圖

3、C語(yǔ)言對(duì)VHDL設(shè)計(jì)的協(xié)同仿真

3.1構(gòu)成框圖

仿真文件的構(gòu)成如圖3所示，包括HDL文件和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(即C程序)。圖中C程序?qū)?yīng)的VHDL文件要負(fù)責(zé)聲明對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件名及初始化函數(shù)，另外還可以給出一些調(diào)用參數(shù)。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中用到的輸入輸出信號(hào)也要在對(duì)應(yīng)的VHDL文件中聲明。