【树莓派5 测评】 + 09.基于iverilog的RTL仿真（zmj）

赵美京?????

【树莓派5 测评】 + 09.基于iverilog的RTL仿真（zmj）

对于FPGA或者RTL爱好者来讲，树莓派5开发板可以运行RTL仿真，仿真工具使用iverilog，波形工具使用gtkwave。为什么是这些？因为工具免费且对硬件性能要求更少……

1.        工具简介

iverilog 和 GTKwave 的安装非常便捷。

1.1        iverilog

Icarus Verilog 是一个轻量级的 verilog 仿真工具，以编译器的形式工作，将以 verilog 编写的源代码编译为某种目标格式。如果要进行仿真的话，它可以生成一个叫做 vvp 的中间格式。这个格式可以由其所附带的 vvp 命令执行。

1.2        GTKwave

GTKwave是一款免费的波形查看器，可以用于查看标准的 verilog VCD/EVCD，以及其他一些格式的波形文件。

1.3        环境安装配置

环境配置主要是仿真软件iverilog、波形软件gtkwave的安装。

1. //------环境安装配置
   
2. # 安装iverilog仿真软件
   
3. sudo apt install iverilog
   
4. 或者
   
5. sudo apt-get install iverilog
   
6. # 安装gtkwave
   
7. sudo apt install gtkwave
   
8. 或者
   
9. sudo apt-get install gtkwave
   
10. //------
    
11. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/heart_rtl$ iverilog -V
    
12. Icarus Verilog version 11.0 (stable) ()
    
13. Copyright 1998-2020 Stephen Williams
    
14. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/heart_rtl$ vvp -V
    
15. Icarus Verilog runtime version 11.0 (stable) ()
    
16. Copyright 1998-2020 Stephen Williams
    
17. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/heart_rtl$ gtkwave -V
    
18. GTKWave Analyzer v3.3.118 (w)1999-2023 BSI
    
19. This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
    
20. warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
    
21. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$

复制代码

2.        仿真测试

安装完所需软件之后，准备仿真文件进行仿真测试。仿真测试流程及结果参考下方记录。

1. //------仿真测试
   
2. //---流程
   
3. 编辑源码 --> 执行仿真，输出仿真结果 --> 导出波形 --> 查看波形
   
4. //---指令
   
5. a.编辑源码：
   
6. 编写任意rtl代码，此处设计了加法器和波形仿真，详细代码参考**代码截图。
   
7. /wave_rtl
   
8. .
   
9. ├── tb_wave.v      //仿真顶层文件
   
10. ├── dut_add.v      //加法器
    
11. ├── wave_rtl.v     //读取文件，输出波形
    
12. └── init_wave.txt  //初始化文件
    
13. 在“tb_wave.v”中使用了系统函数 dumpfile 用来在运行仿真时生成 .vcd 波形文件；
    
14. dumpvars 表示选择记录哪些信号，直接加分号结束表示记录设计中所有信号。
    
15. b.执行仿真，输出仿真结果：
    
16. iverilog -o test.out tb_wave.v dut_add.v wave_rtl.v
    
17. “-o”选项用来指定输出文件，执行完仿真之后，输出仿真结果test.out文件。
    
18. c.导出波形：
    
19. vvp -n test.out
    
20. test.out是目标可执行文件，但此文件执行后只会在终端上显示仿真时文字信息，需要使用 vvp 工具将其可视化成 .vcd 文件。
    
21. 其中“-n”选项表示运行完退出，以便进行下一步操作。
    
22. d.查看波形：
    
23. gtkwave wave.vcd
    
24. 用 GTKwave 打开并显示出波形。
    
25. //------示例Log
    
26. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$ ll
    
27. total 28
    
28. drwxr-xr-x 2 zhaomeijing zhaomeijing 4096 Apr 27 14:46 ./
    
29. drwxr-xr-x 4 zhaomeijing zhaomeijing 4096 Apr 27 14:47 ../
    
30. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing  314 Apr 27 11:50 dut_add.v
    
31. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 4128 Apr 27 13:05 init_wave.txt
    
32. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 1905 Apr 27 13:03 tb_wave.v
    
33. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 2168 Apr 27 13:06 wave_rtl.v
    
34. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$ iverilog -o test.out tb_wave.v dut_add.v wave_rtl.v
    
35. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$ ll ; vvp -n test.out ;
    
36. total 36
    
37. drwxr-xr-x 2 zhaomeijing zhaomeijing 4096 Apr 27 14:49 ./
    
38. drwxr-xr-x 4 zhaomeijing zhaomeijing 4096 Apr 27 14:47 ../
    
39. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing  314 Apr 27 11:50 dut_add.v
    
40. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 4128 Apr 27 13:05 init_wave.txt
    
41. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 1905 Apr 27 13:03 tb_wave.v
    
42. -rwxr-xr-x 1 zhaomeijing zhaomeijing 7510 Apr 27 14:49 test.out*
    
43. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 2168 Apr 27 13:06 wave_rtl.v
    
44. WARNING: wave_rtl.v:32: $readmemh(init_wave.txt): Too many words in the file for the requested range [0:1023].
    
45. VCD info: dumpfile wave.vcd opened for output.
    
46. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$ ll
    
47. total 60
    
48. drwxr-xr-x 2 zhaomeijing zhaomeijing  4096 Apr 27 14:50 ./
    
49. drwxr-xr-x 4 zhaomeijing zhaomeijing  4096 Apr 27 14:47 ../
    
50. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing   314 Apr 27 11:50 dut_add.v
    
51. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing  4128 Apr 27 13:05 init_wave.txt
    
52. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing  1905 Apr 27 13:03 tb_wave.v
    
53. -rwxr-xr-x 1 zhaomeijing zhaomeijing  7510 Apr 27 14:49 test.out*
    
54. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing  2168 Apr 27 13:06 wave_rtl.v
    
55. -rw-r--r-- 1 zhaomeijing zhaomeijing 20948 Apr 27 14:50 wave.vcd
    
56. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$ gtkwave wave.vcd
    
57. 
    
58. GTKWave Analyzer v3.3.118 (w)1999-2023 BSI
    
59. 
    
60. [0] start time.
    
61. [3795000] end time.
    
62. WM Destroy
    
63. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/13_rtl_sim/wave_rtl$

复制代码

//------仿真源码

//------运行仿真，查看波形

//------完整仿真波形

//------end