基于Modelsim FLI接口的FPGA仿真技術(shù)

　　3.編寫(xiě)初始化函數

　　初始化函數的定義為：

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

　　各參數的含義可以參閱 modelsim的用戶(hù)手冊。

　　下面結合上面給出的初始化函數要完成的任務(wù)來(lái)詳細說(shuō)明。

　　a.初始化全局變量(略)

　　b.設置 VHDL 輸入輸出信號與 C 程序變量的對應關(guān)系。這是通過(guò)調用 mti_FindPort 函數實(shí)現的。mti_FindPort 函數定義為：

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

　　例如，定義輸入輸出信號對應的結構為ip:PortStruct ip;

　　就可以用：ip.in1 = mti_FindPort(ports, “in1”);來(lái)實(shí)現輸入信號in1與變量in1的對應關(guān)系。

　　對輸出信號來(lái)說(shuō)，它的目的是產(chǎn)生驅動(dòng)，因此，這些變量(out1和out2)除了要找到對應的輸出信號外，還要驅動(dòng)這些信號。對信號的驅動(dòng)可以通過(guò)調用　　mti_CreateDriver函數來(lái)實(shí)現。該函數的定義為：mtiDriverIdT 　　mti_CreateDriver(mtiSignalIdT sig);

　　由于這些變量一般只用于對外驅動(dòng)，因此可以簡(jiǎn)單寫(xiě)成下面的形式：

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

　　c.調用mti_ScheduleDriver函數，設置輸出信號的初始狀態(tài)?！　ti_ScheduleDriver函數的

　　定義為：void mti_ScheduleDriver(mtiDriverIdT driver, long value, 　　mtiDelayT delay, mtiDriverModeT mode);

　　其中driver是輸出信號對應的變量名，如我們這里的ip.out1和ip.out2;value是要設置(驅動(dòng))的值，如高電平(‘1’，對應value為3)、低電平(‘0’，對應value為2)、高阻(‘Z’，對應value為4)、未賦值(‘U’，對應value為0)等等;delay是從當前時(shí)間開(kāi)始到把信號驅動(dòng)成給定值(value)的等待時(shí)間，單位與仿真器當前使用的最小時(shí)間單位相同;mode為信號模式，有兩個(gè)值可供 3選擇：MTI_INERTIAL或者是MTI_TRANSPORT，分別對應于標準VHDL語(yǔ)言的INERTIAL和TRANSPORT。例如，我們設置信號out1的初始狀態(tài)為低電平：mti_ScheduleDriver(ip.out1, 2, 0, MTI_INERTIAL);

　　d.設置在仿真器重新仿真(運行命令restart)或退出仿真(運行命令quit –sim)等情況下調用的函數。這一部分主要是為了釋放內存或者保存當前狀態(tài)等。以restart為例，假設我們在程序中用malloc申請了存儲空間 buf，在仿真器“restart”時(shí)需要釋放，就可以用以下的函數調用來(lái)注冊：mti_AddRestartCB(free, buf);

　　在注冊后，當仿真器運行命令restart時(shí)就會(huì )調用free(buf)。

　　其他一些函數可以參照Modelsim的用戶(hù)手冊，這里不再詳述。

　　e.設置敏感表，給出在某些信號發(fā)生某些變化時(shí)(如時(shí)鐘上升沿等)執行的函數。例如，在輸入信號in1發(fā)生變化時(shí)，要執行函數in1_change(in1_change為用戶(hù)定義好的函數)，可以這樣定義：

　　processID proc;

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

　　mti_Sensitize(proc, ip.in1, MTI_EVENT);

　　也就是說(shuō)，先創(chuàng )建進(jìn)程，然后設置敏感表，當滿(mǎn)足敏感表的條件時(shí)，仿真器就會(huì )執行該進(jìn)程。

　　mti_CreateProcess函數的定義為： mtiProcessIdT mti_CreateProcess(char *name, mtiVoidFuncPtrT func, void *param);

　　其中name是將要在仿真器窗口中顯示的名稱(chēng);func是要執行的函數;后面的param是要傳給func的參數。mti_Sensitize的定義為：void mti_Sensitize(mtiProcessIdT proc, mtiSignalIdT sig, mtiProcessTriggerT when);

　　其中proc為調用mti_CreateProcess的返回值;sig為信號名，即VHDL文件的輸入輸出信號對應于C程序的變量;when可以取MTI_EVENT或者M(jìn)TI_ACTIVE兩種值。

　　3.4 C程序的編譯

　　對 Windows平臺，采用的編譯器是 Microsoft Visual C++，并用如下的命令行進(jìn)行編譯：

　　cl -c -Imodeltechinclude app.c

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

　　上面的是 modelsim 的安裝目錄，是 C 程序的初始化函數名，如我們給出的 sim.c 中的 sim_init。編譯之后就可以生成.dll 文件。

　　最后，仿真向量是用 C語(yǔ)言還是用 HDL 直接產(chǎn)生，要視設計者的應用而定，選取最簡(jiǎn)單的方式。在大多數情況下，用 C語(yǔ)言和 HDL 聯(lián)合生成測試向量會(huì )更方便些。

　　參考文獻：

　　1、《可編程邏輯系統的VHDL設計技術(shù)》[美]Kevin Skahill編著(zhù)，朱明程孫普 譯，東南大學(xué)出版社,1998.9

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