基于Modelsim FLI接口的FPGA仿真技术

　　3.编写初始化函数

　　初始化函数的定义为：

　　init_func(mtiRegionIdT region, char *param, mtiInteRFaceListT*generics, mtiInterfaceListT *ports)

　　各参数的含义可以参阅 modelsim的用户手册。

　　下面结合上面给出的初始化函数要完成的任务来详细说明。

　　a.初始化全局变量(略)

　　b.设置 VHDL 输入输出信号与 C 程序变量的对应关系。这是通过调用 mti_FindPort 函数实现的。mti_FindPort 函数定义为：

　　mtiSignalIdT mti_FindPort(mtiInterfaceListT *list, char *name);

　　例如，定义输入输出信号对应的结构为ip:PortStruct ip;

　　就可以用：ip.in1 = mti_FindPort(ports, “in1”);来实现输入信号in1与变量in1的对应关系。

　　对输出信号来说，它的目的是产生驱动，因此，这些变量(out1和out2)除了要找到对应的输出信号外，还要驱动这些信号。对信号的驱动可以通过调用　　mti_CreateDriver函数来实现。该函数的定义为：mtiDriverIdT 　　mti_CreateDriver(mtiSignalIdT sig);

　　由于这些变量一般只用于对外驱动，因此可以简单写成下面的形式：

　　ip.out1 = mti_CreateDriver(mti_FindPort(ports, “out1”));

　　c.调用mti_ScheduleDriver函数，设置输出信号的初始状态。　　mti_ScheduleDriver函数的

　　定义为：void mti_ScheduleDriver(mtiDriverIdT driver, long value, 　　mtiDelayT delay, mtiDriverModeT mode);

　　其中driver是输出信号对应的变量名，如我们这里的ip.out1和ip.out2;value是要设置(驱动)的值，如高电平(‘1’，对应value为3)、低电平(‘0’，对应value为2)、高阻(‘Z’，对应value为4)、未赋值(‘U’，对应value为0)等等;delay是从当前时间开始到把信号驱动成给定值(value)的等待时间，单位与仿真器当前使用的最小时间单位相同;mode为信号模式，有两个值可供 3选择：MTI_INERTIAL或者是MTI_TRANSPORT，分别对应于标准VHDL语言的INERTIAL和TRANSPORT。例如，我们设置信号out1的初始状态为低电平：mti_ScheduleDriver(ip.out1, 2, 0, MTI_INERTIAL);

　　d.设置在仿真器重新仿真(运行命令restart)或退出仿真(运行命令quit –sim)等情况下调用的函数。这一部分主要是为了释放内存或者保存当前状态等。以restart为例，假设我们在程序中用malloc申请了存储空间 buf，在仿真器“restart”时需要释放，就可以用以下的函数调用来注册：mti_AddRestartCB(free, buf);

　　在注册后，当仿真器运行命令restart时就会调用free(buf)。

　　其他一些函数可以参照Modelsim的用户手册，这里不再详述。

　　e.设置敏感表，给出在某些信号发生某些变化时(如时钟上升沿等)执行的函数。例如，在输入信号in1发生变化时，要执行函数in1_change(in1_change为用户定义好的函数)，可以这样定义：

　　processID proc;

　　proc = mti_Cre ateProcess("P_in1change", in1_change, &ip);

　　mti_Sensitize(proc, ip.in1, MTI_EVENT);

　　也就是说，先创建进程，然后设置敏感表，当满足敏感表的条件时，仿真器就会执行该进程。

　　mti_CreateProcess函数的定义为： mtiProcessIdT mti_CreateProcess(char *name, mtiVoidFuncPtrT func, void *param);

　　其中name是将要在仿真器窗口中显示的名称;func是要执行的函数;后面的param是要传给func的参数。mti_Sensitize的定义为：void mti_Sensitize(mtiProcessIdT proc, mtiSignalIdT sig, mtiProcessTriggerT when);

　　其中proc为调用mti_CreateProcess的返回值;sig为信号名，即VHDL文件的输入输出信号对应于C程序的变量;when可以取MTI_EVENT或者MTI_ACTIVE两种值。

　　3.4 C程序的编译

　　对 Windows平台，采用的编译器是 Microsoft Visual C++，并用如下的命令行进行编译：

　　cl -c -Imodeltechinclude app.c

　　link -dll -export: app.obj modeltechwin32mtipli.lib

　　上面的是 modelsim 的安装目录，是 C 程序的初始化函数名，如我们给出的 sim.c 中的 sim_init。编译之后就可以生成.dll 文件。

　　最后，仿真向量是用 C语言还是用 HDL 直接产生，要视设计者的应用而定，选取最简单的方式。在大多数情况下，用 C语言和 HDL 联合生成测试向量会更方便些。

　　参考文献：

　　1、《可编程逻辑系统的VHDL设计技术》[美]Kevin Skahill编著，朱明程孙普 译，东南大学出版社,1998.9

　　2、“Modelsim User’s Manual”, Mentor Graphics, Modelsim帮助文件