基于Modelsim FLI接口的FPGA仿真技术

　　1、Modelsim 及 FLI接口介绍

　　Modelsim是 Model Technology(Mentor Graphics的子公司)的 HDL 硬件描述语言仿真软件，可以实现 VHDL, Verilog，以及 VHDL-Verilog 混合设计的仿真。除此之外，Modelsim还能够与 C 语言一起实现对 HDL 设计文件的协同仿真。同时，相对于大多数的 HDL 仿真软件来说，Modelsim 在仿真速度上也有明显优势。这些特点使 Modelsim 越来越受到 EDA设计者、尤其是 FPGA 设计者的青睐。

　　Modelsim的 FLI接口(即 Foreign Language InteRFace)提供了C 语言动态链接程序与仿真器的接口，可以通过 C 语言编程对设计文件进行辅助仿真。

　　2、协同仿真系统结构及意义

　　协同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口，用其他程序设计语言(非 HDL 语言，如C 语言等)编程，辅助仿真工具进行仿真。Modelsim 提供了与 C 语言的协同仿真接口。以Windows 平台为例，用户通过 modelsim提供的 C 语言接口函数编程，生成动态链接库，由modelsim调用这些动态链接库进行辅助仿真(图 1)。

　　图 1协同仿真示意图

　　Modelsim 与 C 语言协同仿真一是用于产生测试向量，避免手工编写测试向量的繁琐;二是可以根据程序计算结果自动检查仿真结果正确与否;三是模拟其他模块(如 RAM)的功能，在系统级对设计文件仿真。实际中一般是把一和二结合在一起，用程序产生仿真向量，一方面输出给设计文件作为输入，另一方面由程序本身对该向量计算，把得到的结果与仿真器的输出结果比较，检查逻辑是否正确(图 2)。至于模拟功能，现在已经有一些通用芯片的模拟程序，如 denali 可以模拟 RAM 的功能。另外，用户也可以利用 modelsim 提供的编程接口自己模拟一些芯片的行为，然后与设计文件连接到一起仿真。

　　图 2 语言测试程序对 VHDL 设计的协同仿真结构图