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ISE和Modelsim联合仿真（转）

已有 903 次阅读| 2020-3-22 14:01 |个人分类:经验方法|系统分类:芯片设计| ISE, Modelsim

相信很多人会遇到过这个问题，不知如何让ISE调用Modelsim进行仿真。我也迷糊了不少时间，查查找找，终于弄明白了，所以有了本文，和大家分享一下。我尽量讲得详细点儿，多多上图。

我的环境：Windows 7 64位，Xilinx ISE Design Suite 13.4（D:\Xilinx\13.4），ModelsimSE-64 10.1a（D:\modeltech64_10.1a，哈，也是64位的）。不过32位的和64位的设置几乎没有什么区别。先安装好ISE和Modelsim，网上看过一些文章总说先装ISE再装Modelsim，不过我整过一阵，其实二者的顺序是无关紧要的。安装过程不在本文的讨论范围内，就不多说了，不过一定要注意版本要合适，Modelsim的版本不要太低，这个可以自己到网上查一查，还有非常重要的一点是安装路径不能有中文或空格。

由于我装的Modelsim SE是通用版的，只自带了少许的仿真库（Simulation Library），所以还要编译一下Xilinx的仿真库。只有XE才自带Xilinx的仿真库，如果装的是XE版便不必编译仿真库了。编译库可以用ISE带界面的工具，也可以用命令行下的，前者方便，先讲前者。打开编译库工具“Simulation Library Compilation Wizard”：“开始—所有程序—Xilinx ISE Design Suite 13.4（版本不同就不同）—ISE Design Tools—64-bit Tools（32位的选32-bit Tools）—Simulation Library Compilation Wizard”。注意，64位系统中默认安装了64位和32位的ISE，如果你想用32位的ISE，那你就得选32位的编译库工具，不能混着用的，而且Modelsim也得装上32位的版本，所以我建议64位系统的就用64位的ISE，而32位系统的没得选，只能用32位的。如图01-1（64位）和图01-2（32位）所示。

图01-1

图01-2

打开工具之后，在“Select Simulator”下面选中你所装好的Modelsim版本，我这儿选“Modelsim SE”，在“Simulator Executable Location”下面填入Modelsim.exe的所在的文件夹，点“Browse…”按钮添加也行，我这儿是“D:\modeltech64_10.1a\win64”（不含双引号，下同，除非有特别的说明），如图02，然后Next。

图02

之后是选择需要编译的语言，选“Both Vhdl and verilog”，一般两种都要用，如图03，然后Next。

图03

接下来是选择设备，默认是全选，如果有一些你实在用不上就不选吧，这样可以省点时间和硬盘空间，全选时挺大条的，如图04，还是Next。

图04

下一步默认就行，全选上，下面的两行东东留空即可，那是添加额外库的，第一行是路径，第二行是命令参数，无视之。如图05，Next。

图05

这一步比较关键，在“Output directory for compiled libraries”下面填入输出已编译库的路径，默认也行。个人建议新建一个单独的文件夹，好管理，只要版本一样的，下次直接拿来用，重装也不怕。不过文件夹的名字和整个路径中绝对不能有中文或空格，切记、切记！！！我这儿是“D:\modeltech64_10.1a\Xilinx_lib”。其他的选项默认便可，之后点“Launch Compiled Process”，如图06。之后就开始编译了，如图07。其实这一页是很有用处的，详情请点下面的那个“More Info”按键，不过帮助是英文的。

图06

图07

等待……编译完后就会出现一些编译日志，图08，Next，图09，Finish。只要没有Err就成，Warn无视。若有Err，就回顾下版本对不对，路径有没有中文或空格。

图08

图09

可能旧点儿的ISE版本没有带窗口化的编译工具，所以下面再说说命令行下编译仿真库的方法。打开命令行，最好以管理员的身份运行，“开始—所有程序—附件—命令提示符—点右键—以管理员身份运行”，在里面输入“set path=D:\Xilinx\13.4\ISE_DS\ISE\bin\nt64;D:\modeltech64_10.1a\win64”（还是不要双引号），32位的输入“set path=D:\Xilinx\13.4\ISE_DS\ISE\bin\nt;D:\modeltech32_10.1a\win32”，然后敲回车键，这一步是可选的，为了防止可能的问题还是要吧。这里面都是路径，按自己的安装目录对应来输入就对了。然后再输入“compxlib -s mti_se -l all -arch all -liball -w -exclude_superseded -dir D:\modeltech64_10.1a\Xilinx_lib”，再次回车就开始编译了，漫长等待。和前面编译的内容是一样的。如图09-1、图09-2和图09-3。

图09-1

图09-2

图09-3

下面设置ISE和Modelsim的关联。在“D:\Xilinx\13.4\ISE_DS\ISE”文件夹中找到“modelsim.ini”，“D:\Xilinx\13.4”这个是你的ISE安装目录，后半路径是一样的，实在不行就进入安装目录然后搜索“modelsim.ini”，如图10和图11。

图10

图11

打开“modelsim.ini”，用记事本打开时不要用自动换行功能，菜单中“格式—自动换行”把勾去掉。个人不建议用记事本，写字板那就更不行了，有的文件用写字板改了会出现问题，搞编程类的总得有个好点儿的文本编辑工具吧，我用的是EmEditor，到网上搜一下吧，有不少呢。在第九行左右（可能是）找到“[Library]”，下面一行的“others = $MODEL_TECH/../modelsim.ini”和行的开头的分号（；）的全部都无视。那些行开头没有分号的，格式一般是“X···X = 路径”，一直到“[vcom]”之上的都要，选的仿真库多时可有好长的一段，全部复制。见图12、图13和图14。

图12

图13

图14

然后在Modelsim的安装目录下，我这儿是“D:\modeltech64_10.1a”，找到“modelsim.ini”，名字一样。先去换个文本编辑工具吧，用记事本打开它会是乱糟糟的一片，没法改。打开后，同样是找到“[Library]”，在它的下面粘贴上刚刚复制的那一大段东西，注意，行开头不要有分号（；），而且人家原有的就别动它，别删掉了。只要在“[Library]”和“[vcom]”之间粘贴就行，然后保存。如图15、图16和图17。

图15

图16

图17

打开ISE，“开始—所有程序—Xilinx ISE Design Suite 13.4（版本不同就不同）—ISE Design Tools—64-bit Project Navigator（32位的就开32-bit Project Navigator）”，图18。

图18

然后在ISE的菜单上“Edit—Preferences…”调出Preferences设置窗口，在左边的“Category”下选中“ISE General—Integrated Tools”。在Integrated Tools项设置中，右边的“Model Tech Simulator：”下面填入Modelsim.exe的文件路径，点旁边的“..”按键选中Modelsim.exe也行，我这儿是“D:\modeltech64_10.1a\win64\modelsim.exe”（不要双引号）。32位的可能是“D:\modeltech32_10.1a\win32\modelsim.exe”。如图19和图20。

图19

图20

到现在已经把家伙准备好了，接下来就是使用它了。新建一个工程，图21，这步不多说，Next。

图21

接下来这一步在“Simulator”一项选“Modelsim-SE Mixed”，“Mixed”支持两语言，“SE”是版本，选你自己对应的就成，其它项不讨论，如图22，Next，Finish。忘了选或想重新选的看图23。

图22

图23

新建你的VHDL或Verilog文件，这个不多说。如果是VHDL文件，则要打开两个库。在菜单上“Edit—Preferences…”调出Preferences设置窗口，选中“Category”下面的“ISE Text Editor”，之后在右边“ISE Text Editor”设置中下面的那个大白框里有四行代码，把后面两行，“use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;”和“use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;”复制一下，然后粘贴在你的VHDL文件的库声明中，也就是打开这些库。如图24、图25和图26。

图24

图25

图26

完成之后，切换到仿真模式，就是点工程上面的“Simulation”，可能不同版本会不一样，ISE9.1i 是在“Source for”的下拉菜单中选择Behavioral simulation，不过意思明白就行。建立Test Bench文件，若是VHDL的，也按上面说的处理一下，就是把那两个库声明一下。在“Hierarchy”框选中Test Bench文件，在下面的那个框中点“Modelsim Simulator”前的加号。展开得到“Simulate Behavioral Model”，在它上面点右键，选“Process Properties…”，如图27。这里如果直接选“Run”可能会出现如图28的警告，如果不出现警告而且能调用Modelsim仿真，那恭喜你成功了，不然就接着看吧。

图27

图28

有图28警告时，如果前面的设置没问题，直接点“No”就可以用Modelsim仿真了。为了搞定这个警告，咱们接着整。把"D:\modeltech64_10.1a\modelsim.ini"复制到你所建的工程目录下也能搞定这个警告，不过这样太麻烦，每次都得复制，还是往下看吧。选“Process Properties…”后弹出Process Properties设置窗口，在右边的“Compiled Library Directory”后面填入之前编译库时设置的已编译库的路径，点旁边的“…”按钮来选定也行。如果编译库时使默认的路径，那这里就不用改了，不过得把下面的“Ignore Pro-Compiled Library Warning Check”给勾上，不然也可能有警告，反正我用默认路径时就是有警告，不知道为什么。其实只要你前面设置的正确了，这里直接把“Ignore Pro-Compiled Library Warning Check”给勾上，路径都不设也是可以的，搞定后点“Ok”，如图29。不过，每次新建一个工程时，这个窗口的设置都会变为默认设置，又得重设一次。我找了不少地方，查了帮助文档也没发现哪里可以修改这些默认值的。如果能改，那么下次新建工程时都变成我们自己的设置，就不用重设一遍了。如果有哪位大虾知道，希望可以告诉偶一声，留个言也成，呵呵。

图29

在“Simulate Behavioral Model”上点右键，选“Run”就可以调用Modelsim进行仿真了，如图30。另外提一点，在ISE上也可以编译库的。在仿真模式中，在“Hierarchy”框中选中FPGA名，我这儿是“xc7a8-3csg324”（下面就是仿真文件）。然后在下面的框中点“Design Utilities”前面加号。展开后得到“Compile HDL Simulation Libraries”，在其上点右键，选“Run”，这样就会编译你的工程中所需的仿真库了，如图31。不过，这样的话每次都得编译一次，工程大的话那可老耗时间了，所以我们还是预先编译好吧，省时间。……其实Modelsim也可以编译仿真库，不过在这儿就不多说了，网上也有很多文章说到的，只是我觉得用ISE自带的工具更方便。