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書中代碼請(qǐng)?jiān)L問網(wǎng)盤：http://pan.baidu.com/s/1bndF0bt 完成了前面基本的設(shè)計(jì)輸入后，為了進(jìn)一步的驗(yàn)證代碼所實(shí)現(xiàn)功能的正確性，我們還需要進(jìn)行仿真測(cè)試。關(guān)于仿真的一些深入的介紹大家可以參考筆者的《深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA》一書筆記10的相關(guān)內(nèi)容。為了讓大家更好的理解什么是仿真、為什么要做仿真以及如何做仿真，這里將以testbench的基本概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。當(dāng)然了，仿真其實(shí)在包含在testbench這個(gè)大概念里面的。 所謂testbench，即測(cè)試平臺(tái)，詳細(xì)的說就是給待驗(yàn)證的設(shè)計(jì)添加激勵(lì)，同時(shí)觀察它的輸出響應(yīng)是否符合設(shè)計(jì)要求。如圖5.27所示，測(cè)試平臺(tái)就是要模擬一個(gè)和待驗(yàn)證設(shè)計(jì)接口的各種外圍設(shè)備。 
圖5.27 設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 仿真測(cè)試是FPGA設(shè)計(jì)流程中必不可少的步驟。在今天的FPGA設(shè)計(jì)中，如果邏輯規(guī)模較大，一般都會(huì)使用到IP核或者SOC來加快RTL級(jí)設(shè)計(jì)，所以花費(fèi)在仿真驗(yàn)證上的工作量往往能夠占到這個(gè)開發(fā)流程的70%。仿真測(cè)試的重要性可見一斑。 初學(xué)者在剛接觸仿真這個(gè)概念的時(shí)候，可能以為仿真只是簡(jiǎn)單的用一些開發(fā)軟件自帶的波形發(fā)生器產(chǎn)生一些激勵(lì)，然后觀察一下最后的波形輸出就完事了。但是對(duì)于大規(guī)模的設(shè)計(jì)，用波形產(chǎn)生激勵(lì)是不現(xiàn)實(shí)的，觀察波形的工作量也是可想而知的。例如，對(duì)于一個(gè)16位的輸入總線，它可以有65536種組合，如果每次隨機(jī)產(chǎn)生一種輸入，那用波形豈不累死人。再說輸出結(jié)果的觀察，對(duì)應(yīng)65536種輸入的65536種輸出，看波形肯定讓人花眼繚亂。所以，testbench應(yīng)該有更高效的測(cè)試手段。對(duì)于FPGA的仿真，使用波形輸入產(chǎn)生激勵(lì)是可以的，觀察波形輸出以驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果也是可以的，波形也許是最直觀的測(cè)試手段，但絕不是唯一手段。 如圖5.28所示，設(shè)計(jì)的測(cè)試結(jié)果判斷不僅可以通過觀察對(duì)比波形，而且可以靈活的使用腳本命令將有用的輸出信息打印到終端或者產(chǎn)生文本進(jìn)行觀察，也可以寫一段代碼讓他們自動(dòng)比較輸出結(jié)果。總之，testbench的設(shè)計(jì)是多種多樣的，它的語法也是很隨意的，不像RTL級(jí)設(shè)計(jì)代碼那么多講究，它是基于行為級(jí)的語法，很多高級(jí)的語法都可以在腳本中使用。因?yàn)樗恍枰獙?shí)現(xiàn)到硬件中，它是運(yùn)行在PC機(jī)上的一段腳本，所以相對(duì)RTL級(jí)可以做得更容易更靈活一些。
圖5.28 驗(yàn)證輸出 前面我們也以及介紹過Verilog和VHDL都有其相應(yīng)的行為級(jí)的語法，這類語法相對(duì)而言更高級(jí)一些，它們無需實(shí)現(xiàn)到最終的硬件中，而是在PC上運(yùn)行編譯來實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。而Verilog與VHDL相比，語法更自由一些，或者也可以說更高級(jí)一些，它用來寫測(cè)試腳本更加游刃有余。當(dāng)然了，業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)了一些類似System Verilog、System C等更高級(jí)的HDL語言，雖然這些語言出現(xiàn)的初衷都是為了能夠最終直接服務(wù)于RTL級(jí)設(shè)計(jì)，但實(shí)際情況并沒有預(yù)期的理想，這些語言目前大都只是被用于testbench設(shè)計(jì)上了。不過對(duì)于一般的設(shè)計(jì)，我們也不用過分追求更高級(jí)的語法，行為級(jí)的Verilog足夠應(yīng)付大多數(shù)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。 本文節(jié)選自特權(quán)同學(xué)的圖書《FPGA/CPLD邊練邊學(xué)——快速入門Verilog/VHDL》 書中代碼請(qǐng)?jiān)L問網(wǎng)盤：http://pan.baidu.com/s/1bndF0bt |
