1.3 ModelSim基本仿真流程

Mentor Graphics公司的ModelSim基本仿真流程，如图1-2所示，概括为4步：首先建立一个工作库，然后编译设计文件，再运行仿真，最后根据仿真结果进行调试。根据此流程，下面给出软件的具体操作步骤。

结果文件——配套资源“Ch1\1-1”文件夹

动画演示——配套资源“AVI\1-1.avi”

1.3.1 创建一个工作库

在 ModelSim 软件中，库是仿真的基础，所有仿真的程序实例都要编译入库，才能进行仿真，所以在进行仿真之前，必须先建立一个库文件。可按如下操作进行。

（1）创建新的库

在ModelSim菜单栏中选中【File】→【New】→【Library】，如图1-3所示。

（2）输入库名称

在弹出的对话框中输入库的名称，对话框如图1-4所示。对话框弹出时默认选中第三项（a new library and a logical mapping to it），下方两个可输入区域Library Name和Library Physical Name，默认名称均为 work，这也是 ModelSim 中默认的库名称。由于是第一个例子，这里的选项都不需进行设置，全部采用默认设置。

（3）新的库建成

在第二步中单击OK，即可完成库的创建。新的库会出现在ModelSim的库标签页中，如图 1-5 所示。最上方的 work（empty）就是新建好的库，后面括号中的 empty 表示此库是空的。可以看到，在work 库下面还有很多库文件，这些都是ModelSim自带的库，可以在设计中使用。

建好库的同时，在ModelSim的下方窗口中也会出现对应的文字提示，如图1-6 所示。这里读者可以先注意最上方的两行语句：vlib work和vmap work work，这是ModelSim的命令行操作语句，熟练使用这些语句可以大大加快仿真流程，这些都会在后续章节中介绍。

1.3.2 编译设计文件

建好库后就可以编译文件，具体的步骤如下：

① 打开编译窗口。在菜单栏中选择【Compile】→【Compile】，如图1-7所示。

② 选择编译文件。打开之后的编译文件窗口如图 1-8 所示。在查找范围下拉菜单中选中本设计的文件夹 1-1，可以看到包含两个文件“fulladd.v”和“test.v”，选中这两个文件，单击右下角的 Compile 按钮，即可编译仿真文件。需要说明的是，图 1-8 中最上方有一个下拉菜单 Library，这里显示的是 work，就是之前建立的库文件。在实际操作过程中，如果不需要建立新的库，也可以跳过库文件的建立，直接进行设计文件的编译，在此界面中选中库名称即可。

③ 完成编译。单击 Compile 之后，刚才为空的 work 库就有了编译好的文件，如图 1-9所示。

与此同时，在ModelSim下方的窗口中也会有对应提示信息，如图1-10所示。

1.3.3 运行仿真

编译通过的文件就可以进行仿真了，仿真的具体步骤如下：

（1）开始仿真。仿真的方式有很多种，这里采用最简单的方式，单击快捷工具栏的仿真按钮开始仿真，如图1-11所示。左侧的按钮是开始仿真，右侧的按钮是停止仿真。

（2）选中仿真文件。开始仿真后会出现Start Simulation对话框，如图1-12所示。选中需要进行仿真的文件，在这里选中顶层模块 test，同时把下方【Optimization】区域的【Enable optimization】选项取消。单击 OK 按钮后，在 Workspace 区域会出现新的标签sim，同时在命令窗口还会有对应的提示信息，如图1-13所示。

（3）添加待观察的信号。选中 test 模块，单击右键，在弹出的菜单中选中【Add Wave】，这时会出现另一个新窗口：Wave。这是观察信号变化的区域，在仿真没有运行的时候，输出的信号均为空，如图1-14所示。

（4）运行仿真。快捷工具栏中也有运行仿真按钮，如图 1-15 所示。共有五个运行按钮，从左到右依次为Run、ContinueRun、Run-All、Break和Stop。这里单击Run-All按钮进行仿真。

1.3.4 查看结果

在单击 Run-All 按钮后，可以在波形窗口（Wave 窗口）观察输入与输出信号的变化，如图 1-16 所示。如果在设计中有一些系统函数（如$display）等，在命令窗口还会看到相应的提示。在本例中，命令窗口没有输出。

至此，ModelSim 的基本仿真流程就结束了，根据最后的仿真波形，可以验证程序是否正确。以光标处为例，波形的高电平处为信号1，低电平处为信号0，输入的信号a为1，b为0，c_in为0，在全加器中可知输出的结果应该为01，对比上方的信号，c_out为0，sum为1，结果正确。