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Diamond基础4：仿真流程、添加原语IP核

news 2025/9/10 8:58:51

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文章目录

1.Diamand仿真步骤
2.添加原语
3.添加IP核
4.传送门

1.Diamand仿真步骤

使用仿真软件Active-HDL需要另一套Lisence，加之业内ModelSim功能强大备受欢迎，并且Diamond在安装的时候可以选择安装ModelSim，这样直接把Lattice所需的各种仿真模型库已经编译好，非常方便，如图所示，安装的时候勾选如下选项即可使用ModelSim仿真。
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下面介绍基于第三方工具ModelSim的安装过程：
①提前新建好工程，然后把提前准备好的功能文件和仿真文件添加进工程，并把激励文件按照下图所示设置成用于仿真，这样在综合的时候不会编译该文件，不影响工程管理。
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写了一个Led流水灯的代码用于演示，其功能文件ledflow.v的内容如下:

module LED_shining
(
input clk_in, 
input rst_n_in, 
output led1
);
parameter CLK_DIV_PERIOD=12_000_000; //分频常数定义
reg clk_div=0; //定义reg型变量，用作分频后时钟输出
assign led1=clk_div; //持续赋值语句，将分频后时钟赋给led1，产生闪烁效果
reg[23:0] cnt=0; //分频用的计数器，2**cnt-1>CLK_DIV_PERIOD,计数
always@(posedge clk_in or negedge rst_n_in)beginif(!rst_n_in)begincnt<=0;clk_div<=0;end else if(cnt==(CLK_DIV_PERIOD-1))begincnt<=0;clk_div <= ~clk_div;end else begincnt<=cnt+1'b1;end 
end
endmodule

给以上功能模块提供仿真激励的文件led_test源码如下所示：

`timescale 1ns / 100ps
module LED_test;
parameter CLK_PERIOD = 40;
parameter CLK_DIV_PERIOD=20;
reg sys_clk;
initial
sys_clk = 1'b0;
always
sys_clk = #(CLK_PERIOD/2) ~sys_clk; //产生周期为40ns的时钟激励，频率25MHz
reg sys_rst_n;
initial
begin
sys_rst_n = 1'b0;
#100;
sys_rst_n = 1'b1;
end
wire led1;
//module例化
LED_shining #
(.CLK_DIV_PERIOD(CLK_DIV_PERIOD))
LED_shining_uut(.clk_in(sys_clk), .rst_n_in(sys_rst_n), .led1(led1)
);
endmodule

②选择tools—Simulation Wizard创建一个modelsim的工程用于仿真，设置工程名称和路径，路径我会在之前的工程目录下创建一个Sim文件用于仿真相关文件保存。
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③后面的界面全部默认选择next即可，然后会打开如下图所示的ModelSim界面，选择Compile—Compile All编译文件，

④选择Simulate–>Start Simulation 并在Design界面选择Led_test，然后点击OK即可开始仿真。

⑤进入仿真页面，将需要观测的信号通过Add Wave添加到波形界面，然后开始仿真即可看到波形图。
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2.添加原语

厂家不同的FPGA原语的使用也有不同，跟底层FPGA工艺有关，Lattice的习惯是，在Start Page有如下的文档连接，介绍全部原语的使用。
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例如它将LatticeECP3有关的原语分门别类，有输入输出缓冲器、Memory、逻辑门，乘法器等，可以方便的索引查找。找到工程需要使用的原语，会有功能描述、输入输出以及真值表等信息，还会提供相关的文档索引查看更具体的内容。

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在Diamond的安装目录下，simulation文件夹存放各个原语的仿真模型，在仿真的时候需要将其添加到ModelSim的工程中。在Synthesis存放着各原语的例化模板。

3.添加IP核

如图所示，界面左上方有IP Express的图标，打开后，Module文件夹存放着已经安装的IP核，还有一些IP并没有跟随Diamond一起安装，需要点击图中“互联网”工具，查找相应IP安装。使用IP需要注意，在新安装的时候有一个About界面，可能会提供相应的IP介绍的文档链接，但由于前面讲过的Lattice文档的分类，有些IP和文档并不匹配，需要在官方网站寻找。
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