جهت شبیه سازی برنامه های نوشته شده به زبان توصیف سخت افزار نظیر VHDL، Verilog، SystemC و… (زبان های برنامه نویسی جهت تراشه های FPGA و CPLD و…) نرم افزارهای مختلفی ارائه شده است که یکی از آنها نرم افزار ModelSim می باشد. برنامه نویسان می توانند برنامه های خود را قبل از تست سخت افزاری، توسط این شبیه سازی کرده و از عمل کردن آن اطمینان حاصل کنند.
تراشه های FPGA:
FPGA (مخفف Field Programmable Logic Gate Array ) خانواده ای از مدارهای مجتمع دیجیتال قابل برنامه ریزی است که ساختمان داخلی آن از تعداد بالایی بلوک منطقی قابل برنامه ریزی، خطوط ارتباطی و پایه های ورودی/ خروجی که به صورت آرایه ای در کنار یکدیگر قرار دارند تشکیل شده است که کاربر می تواند توسط برنامه ای که می نویسد ارتباط میان این اجزا را تعیین کرده و لاجیک مورد نیاز خود را ایجاد نماید. شما می توانید با مراجعه به این آدرس اطلاعات بیشتری را در مورد این تراشه ها بدست آورید.
برای برنامه نویسی تراشه های FPGA از زبان های توصیف سخت افزاری استفاده می شود که در این بین دو زبان VHDL و Verilog بیشتر مورد توجه قرار گرفته و کاربران بیشتری را نسبت به سایر زبان ها به خود اختصاص داده اند. زبان VHDL نخستین بار توسط وزارت دفاع امریکا به منظور طراحی و توصیف مدارات مجتمع سرعت بالا طراحی و استفاده گردید و در سال 1987 توسط انجمن IEEE در قالب استاندارد IEEE 1076-1987 در اختیار عموم قرار گرفت.
برای شروع کار با تراشه های FPGA نیاز است تا کاربر برنامه خود را به زبان VHDL یا Verilog در یک ادیتور متنی (مانند NOTEPAD) نوشته و آن را با پسوند .VHD ذخیره کرده و سپس آن را توسط کامپایلر ارائه شده از طرف سازنده تراشه ای که با آن کار می کند، کامپایل(به زبان ماشین ترجمه) کند. کابر همچنین می تواند از نرم افزار های تخصصی برنامه نویسی تراشه های FPGA نیز برای اینکار استفاده کند.
در مرحله باید کاربر باید کدهای تولید شده که حاصل ترجمه برنامه به زبان ماشین است را به صورت سخت افزاری (با انتقال برنامه به تراشه FPGA ) یا به صورت نرم افزاری (با استفاده از نرم افزار های شبیه ساز) تست و اشکال یابی کند. پروسه اشکال یابی سخت افزاری زمان بر بوده و به سخت افزارهای خاصی جهت تحلیل و تست برنامه نیاز دارد، از این رو اغلب کاربران قبل از تست سخت افزاری برنامه را به صورت نرم افزاری با استفاده از نرم افزار های شبیه ساز نظیر ModelSim تست می کنند، با استفاده از نرم افزارهای همچون ModelSim کار برنامه نویس راحت شده و دیگر نیازی به تست سخت افزاری و اشکال یابی دستی برنامه وجود ندارد.
نرم افزار ModelSim:
ModelSim یک نرم افزار مبتنی بر ویندوز است که واسط کاربری آن امکانات متعددی را جهت برنامه نویسی، شبیه سازی و برنامه ریزی تراشه های FPGA در اختیار کاربران قرار می دهد. این نرم افزار به صورت اختصاصی از زبان های VHDL و Verilog پشتیبانی می کند و کاربران می تواند در هنگام برنامه نویسی از کتابخانه های استاندارد ASIC و FPGA در برنامه های خود استفاده کنند.
ویژگی های اصلی نرم افزار:
- Unified mixed language simulation engine for ease of use and performance
- Native support of Verilog, SystemVerilog for design, and VHDL, for effective verification of sophisticated design environments
- Fast time-to-debug, easy to use, multi-language debug environment
- Advanced code coverage and analysis tools for fast time to coverage closure
- Interactive and Post-Sim Debug available so same debug environment used for both
- Powerful Waveform Compare for easy analysis of differences and bugs
- Advanced code coverage and analysis tools for fast time to coverage closure
- Unified Coverage Database with complete interactive and HTML reporting and processing for understanding and debugging coverage throughout your project
- Assertions
- Gain insight and visibility into your design by letting assertions notify you of an error so it can be fixed
- ModelSim provides a powerful library of checkers (OVL) letting you debug with assertions right away, without writing your own
- Assertions can also serve as documentation for your design, as comments are embedded into the code as you go
در ModelSim تمامی بخشهای مورد نیاز برای تست و شبیه سازی برنامه در دسترس شما قرار دارد، بخش های همچون Source جهت مشاهده سورس برنامه، Signals جهت مشاهده سیگنال های موجود در ورودی/خروجی های تراشه، Process جهت نمایش پروسه های در حال اجرا (در برنامه )، Variables جهت مشاهده مقدار متغیرهای استفاده شده و… .
کار با نرم افزار ModelSim بسیار ساده است، شما می توانید با مراجعه به منابع آموزشی که در سایت سازنده نرم افزار آورده شده اطلاعات بیشتری را در مورد این نرم افزار بدست آورده و نحوه ی کار با آن را یاد بگیرید.
دانلود کنید:
- ویژگی های نسخه جدید
- سیستم مورد نیاز برای نصب
- اطلاعات بیشتر و دانلود
ویژگی های اضافه شده به ورژن جدید نرم افزار را در این فایل مشاهده کنید.
- 2+ GHz 64-bit processor
- 4 GB of system memory (RAM)
- 2 GB of available disk space
- 64-bit variants of Microsoft Windows