基于Modelsim FLI接口的FPGA仿真技術

　　1、Modelsim 及 FLI接口介紹

　　Modelsim是 Model Technology(Mentor Graphics的子公司)的 HDL 硬件描述語言仿真軟件，可以實現 VHDL, Verilog，以及 VHDL-Verilog 混合設計的仿真。除此之外，Modelsim還能夠與 C 語言一起實現對 HDL 設計文件的協同仿真。同時，相對于大多數的 HDL 仿真軟件來說，Modelsim 在仿真速度上也有明顯優勢。這些特點使 Modelsim 越來越受到 EDA設計者、尤其是 FPGA 設計者的青睞。

　　Modelsim的 FLI接口(即 Foreign Language InteRFace)提供了C 語言動態鏈接程序與仿真器的接口，可以通過 C 語言編程對設計文件進行輔助仿真。

　　2、協同仿真系統結構及意義

　　協同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口，用其他程序設計語言(非 HDL 語言，如C 語言等)編程，輔助仿真工具進行仿真。Modelsim 提供了與 C 語言的協同仿真接口。以Windows 平臺為例，用戶通過 modelsim提供的 C 語言接口函數編程，生成動態鏈接庫，由modelsim調用這些動態鏈接庫進行輔助仿真(圖 1)。

　　圖 1協同仿真示意圖

　　Modelsim 與 C 語言協同仿真一是用于產生測試向量，避免手工編寫測試向量的繁瑣;二是可以根據程序計算結果自動檢查仿真結果正確與否;三是模擬其他模塊(如 RAM)的功能，在系統級對設計文件仿真。實際中一般是把一和二結合在一起，用程序產生仿真向量，一方面輸出給設計文件作為輸入，另一方面由程序本身對該向量計算，把得到的結果與仿真器的輸出結果比較，檢查邏輯是否正確(圖 2)。至于模擬功能，現在已經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，然后與設計文件連接到一起仿真。

　　圖 2 語言測試程序對 VHDL 設計的協同仿真結構圖