1.4 ModelSim工程仿真流程
ModelSim的工程仿真流程如图1-17所示，概括为5步：首先建立一个工程，然后向工程中添加设计文件，接下来编译设计文件，再运行仿真，最后进行调试。
图1-17 ModelSim工程仿真流程
结果文件——配套资源“Ch1\1-2”文件夹
动画演示——配套资源“AVI\1-2.avi”
1.4.1 创建工程及工程库
在开始一个设计之前，首先要在 ModelSim 中创建一个工程和对应的工作库。这里并不把所有的创建方式都列举出来，仅采用新建工程的方式直接创建默认工程库，这种方式比较简便。具体的操作按如下的步骤进行操作。
（1）创建新工程。在ModelSim菜单栏中选中【File】→【New】→【Project】，如图1-18所示。
（2）输入工程名称。在弹出的对话框中输入工程名（Project Name）并进行工程设置，这里直接采用默认库work，输入的工程名称为quick，其他设置保持不变，输入完毕后单击OK按钮完成，如图1-19所示。
图1-18 创建新工程
图1-19 输入工程名称
（3）创建工程完毕。在第二步中单击 OK 按钮后，新的工程和库就被创建了。在创建工程前，ModelSim 的 Workspace 窗口中只有 Library 一个标签，当创建工程结束后，Workspace 窗口出现了新标签 Project。由于新建的工程中没有文件，所以显示为空白区域，如图1-20所示。至此，工程和工程库创建完毕，可以向工程中加载设计文件了。
图1-20 创建工程的前后对比
1.4.2 创建新文件
向工程中添加设计文件可以有两种方式：创建新文件和加载设计文件。创建新文件的步骤如下。
（1）创建新文件。在创建工程结束后，会弹出对话框，有多种添加方式可供选择。在本例中选择其中的【Create New File】选项，如图1-21所示。
图1-21 选择创建新文件
（2）输入文件名。在弹出的对话框中输入文件名称，在本例中输入 fulladd，将【Add file as type】选项选为【Verilog】，单击OK按钮完成操作，如图1-22所示。注意文件类型默认是VHDL类型，一定要选择为Verilog类型，仿真文件才能编译正确。
图1-22 输入文件名
（3）新建文件完毕。单击 OK 按钮后，就可以在 Project 窗口中看到新加入的文件“fulladd.v”，这时可以对该文件进行设计输入。双击文件，即可在编辑窗口看到文件内部的内容。由于是新建的文件，可以看到内部是空白的，如图1-23所示。
图1-23 添加文件完成
第2步输入的文件名不能是fulladd.v，因为后缀的形式是在【Add file as type】中定义的！
第2步输入的文件名不能是fulladd.v，因为后缀的形式是在【Add file as type】中定义的！
1.4.3 加载设计文件
除了新建文件，还可以向工程中添加已有的设计文件，具体步骤如下。
（1）选择添加已有文件。在创建工程结束弹出的对话框中，单击其中的【Add Existing File】，如图1-24所示。
图1-24 选择添加已有文件
（2）选择文件路径。选择添加已有文件后会有如图 1-25 所示的对话框，选择添加文件的目录。ModelSim 默认的路径是安装文件夹中的 examples 目录。当然，也可以手动选择其他目录添加文件。这里将 examples目录下“1-1”文件夹中的“test.v”文件加载到工程中。
图1-25 添加已有文件路径名
（3）加载完成。单击 OK 按钮后，可以看到 Project 窗口又加入了一个“test.v”文件，如图 1-26 所示。细心的读者会发现我们加入的两个文件，它们对应的 status 栏都是“？”。这是该设计文件还没有被编译的标志，接下来就要编译文件了。
图1-26 成功添加已有文件
1.4.4 编译源文件
编译过程是仿真器检查被编译文件是否有语法错误的过程。没有被编译的文件是不可以进行仿真的。编译的方式这里先简单介绍以下两种。
（1）利用菜单选项编译。在【Project】标签中选择一个文件，单击鼠标右键会出现菜单，选择其中的【Compile】选项，会出现一系列的编译方式。最常用的是前两个，即编译选中文件【Compile Selected】和编译所有文件【Compile All】，如图1-27所示。
图1-27 利用菜单编译
（2）利用快捷工具栏编译。在 ModelSim 菜单栏下方有一排快捷工具，其中有编译按钮，可以直接单击它来对文件进行编译，如图 1-28 所示。共有三个编译按钮，最左侧的是编译选中文件，最右侧的是编译所有文件。
图1-28 利用快捷工具编译
选中最右侧的【Compile All】按钮，编译通过后，原有的问号会变成对号，同时在命令窗口中会出现类似提示：Compile of XXX was successful，如图1-29所示。
图1-29 编译后的提示
如果设计文件较多时，多文件编译就会出现多行的编译提示，这时可以选择快捷工具栏最中间的【Compile Out of Date】按钮，在工程流程中，该命令的功能如下：
（1）首次点击时，编译所有的文件，只在命令窗口中输出有错误的文件提示，如果无错，则命令窗口无提示。
（2）工程标签内的Status一栏正常显示。
（3）再次点击时，只编译之前出错的文件和上一次编译后修改过的文件。
该按钮类似于【Compile All】的优化版，尤其在多文件修改和编译时，使用起来非常方便。如果设计较小，则直接编译全部即可。
1.4.5 运行仿真和查看结果
运行仿真和查看结果的步骤与 1.3.3 节和 1.3.4 节中介绍的基本相同，这里不再重复。在此只介绍一下开始仿真的方法，可以在菜单栏中选择【Simulate】→【Start Simulation】，同样可以打开如图1-30所示的对话框，按步骤进行设置和仿真即可。
图1-30 启动仿真
1.4.6 工程调试
在实际的设计当中，错误是不可避免的，ModelSim 提供了丰富的错误提示类型，帮助设计者快速发现错误的位置和错误的类型，一般情况下调试过程如下。
（1）编译错误提示。此时Status栏会显示一个红色的叉，表示编译不通过，即源文件中有错误。此时在命令窗口中会出现红色字体的提示，告知设计者哪个文件出现了几个错误，可能包含error，也可能包含warning，如图1-31所示。
图1-31 编译错误提示
（2）查找错误原因和位置。双击命令窗口中的提示，就会弹出一个对话框的提示，会显示在文件的第几行出现了哪种错误。如图 1-32 所示的提示，在文件的第 7 行出现了语法错误。这时，文件的第 7 行会以醒目的颜色标出来，方便设计者查找。当然，同其他设计语言一样，软件指出的错误位置不一定是真正的错误，只是提供一个参考，具体的调试还需要设计者来进行。
图1-32 错误原因和位置提示
将上述的基本过程连接起来，就构成了一个简单的工程实例。从创建工程开始，经过设计文件的加载，之后对设计文件进行编译和调试，调试通过后可以按照仿真的步骤进行仿真并查看最后的输出结果。读者可以参考配套的视频演示。
有了输出结果并不意味着设计已完成。设计是要实现一定功能的，如果仿真器的输出结果与设计者最初的设计初衷不相符，就证明设计出现了问题，需要修改源文件。所以，一个设计并不是通过了编译就宣告成功的，需要对仿真结果进行细致分析，直至确定达到了需要完成的功能。