Vivado 開發(fā)教程(四) 行為仿真

作者：falwat

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本文介紹如何在教程(三)基礎(chǔ)上, 關(guān)聯(lián)ELF輸出文件并使用vivado對系統(tǒng)進(jìn)行行為仿真。

關(guān)聯(lián)ELF 文件
在vivado 開發(fā)教程(三) 在SDK中創(chuàng)建應(yīng)用工程 中, 新建的工程經(jīng)構(gòu)建最終會(huì)生成ELF 輸出文件. ELF 文件是一種用于二進(jìn)制文件、可執(zhí)行文件、目標(biāo)代碼、共享庫和核心轉(zhuǎn)儲格式文件(參考:百度百科). 可以在教程(三)中新建的"test"工程和導(dǎo)入的例程下找到.

切回Vivado, 在塊設(shè)計(jì)文件"system.bd"上右鍵,選擇菜單"Associate ELF Files..."關(guān)聯(lián)ELF文件.

在彈出的對話框中,點(diǎn)擊"Simulation Sources | sim_1 | system_i | microblaze_0 "樹右側(cè)的"..."按鈕, 彈出選擇文件對話框.

點(diǎn)擊"Add Files..." 按鈕,添加ELF文件.

切換目錄至"D:/Projects/test/test.sdk/test_bsp_xgpio_low_level_example_1/Debug",選中"test_bsp_xgpio_low_level_example_1.elf", 添加至列表中, 選中新加入的ELF文件并點(diǎn)擊"OK"完成.

在工程管理視圖 | "Sources"窗口 | "Simulation Sources"文件集 | sim_1 | ELF 下能夠看到剛剛關(guān)聯(lián)上去的ELF文件.

新建激勵(lì)文件
點(diǎn)擊"Sources"窗口頂部的"+"按鈕, 打開添加源文件對話框. 選中"Add or create simulation sources", 點(diǎn)擊"Next"繼續(xù).

點(diǎn)擊"Create File"按鈕, 在創(chuàng)建源文件對話框中, 輸入文件名. 點(diǎn)擊"OK", 點(diǎn)擊"Finish".

在彈出的"Define Module"對話框中, 點(diǎn)擊"OK"即可. 激勵(lì)文件不需要有定義輸入輸出端口.
雙擊打開"sim_system.v"文件, 復(fù)制"system_wrapper.v"文件中的如下內(nèi)容到"sim_system.v"的模塊中.

  wire [7:0]led_8bits_tri_o;
  wire reset;
  wire rs232_uart_rxd;
  wire rs232_uart_txd;
  wire sysclk_125_clk_n;
  wire sysclk_125_clk_p;
 
  system system_i
       (.led_8bits_tri_o(led_8bits_tri_o),
        .reset(reset),
        .rs232_uart_rxd(rs232_uart_rxd),
        .rs232_uart_txd(rs232_uart_txd),
        .sysclk_125_clk_n(sysclk_125_clk_n),
        .sysclk_125_clk_p(sysclk_125_clk_p));

修改sim_system.v"文件中, system_i的輸入信號為"reg"類型, 編寫"initial"塊對輸入信號進(jìn)行初始化, 為時(shí)鐘信號編寫激勵(lì), 將"timescale" 設(shè)置為"1ns / 1ns". 最終生成的代碼如下所示:

`timescale 1ns / 1ns
 
module sim_system;
    
    wire [7:0]led_8bits_tri_o;
    reg  reset;
    reg  rs232_uart_rxd;
    wire rs232_uart_txd;
    reg  sysclk_125_clk_n;
    wire sysclk_125_clk_p = ~sysclk_125_clk_n;
  
    system system_i
         (.led_8bits_tri_o(led_8bits_tri_o),
          .reset(reset),
          .rs232_uart_rxd(rs232_uart_rxd),
          .rs232_uart_txd(rs232_uart_txd),
          .sysclk_125_clk_n(sysclk_125_clk_n),
          .sysclk_125_clk_p(sysclk_125_clk_p));
          
    initial begin
        reset = 1;
        rs232_uart_rxd = 1;
        sysclk_125_clk_n = 0;
        
        #100;
        reset = 0;  // 復(fù)位完成
    end
    
    always #4 sysclk_125_clk_n = ~sysclk_125_clk_n; // 125M
 
endmodule

從"Source"窗口中,選中激勵(lì)文件"sim_system.v", 右鍵選擇菜單"Set as Top", 將激勵(lì)文件設(shè)置為頂層.

點(diǎn)擊左側(cè)"Flow Navigator"工具窗口中的"Simulation" | "Run Simulation", 點(diǎn)擊"Run Behavioral Simulation", 運(yùn)行行為仿真.

編譯成功后會(huì)自動(dòng)打開仿真("SIMULATION")視圖, 主工具欄會(huì)增加如下幾個(gè)工具圖標(biāo):

為了能夠快速看出仿真效果,縮短仿真時(shí)間, 在SDK 中修改"xgpio_low_level_example.c"文件中的宏常量"LED_DELAY" 改為1000 并保存, SDK在保存后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行編譯, 更新ELF文件.

#define LED_DELAY	 1000

切回Vivado, 點(diǎn)擊重新仿真("Relaunch Simulation")按鈕.
設(shè)置仿真時(shí)間為500us, 點(diǎn)擊運(yùn)行指定時(shí)間("Run for 500us")按鈕.最終的仿真時(shí)序圖如下所示.