Xilinx Vivado的使用詳細(xì)介紹（1）：創(chuàng)建工程、編寫代碼、行為仿真、Testbench - 全文

新建工程

打開Vivado軟件，直接在歡迎界面點(diǎn)擊Create New Project，或在開始菜單中選擇File - New Project即可新建工程。

點(diǎn)擊Next

輸入工程名稱和路徑。

選擇RTL Project，勾選Do not specify......（這樣可以跳過添加源文件的步驟，源文件可以后面再添加）。

根據(jù)自己的開發(fā)板選擇器件型號，可以直接通過型號進(jìn)行搜索，例如Basys3開發(fā)板上的芯片型號為xc7a35tcpg236-1。如果不了解或者暫時(shí)不寫進(jìn)開發(fā)板，可以隨便選一個(gè)型號，后面需要的時(shí)候再修改。

點(diǎn)擊Finish，項(xiàng)目新建完成。

添加Verilog設(shè)計(jì)文件（Design Source）

在Project Manager窗口中，選擇Source子窗口，在空白處或任意文件夾上右擊，選擇Add Sources。

選擇Add or Create Design Sources，點(diǎn)擊Next。

點(diǎn)擊Create File按鈕，彈出的小窗口中輸入文件名，點(diǎn)擊OK。

可以一次性新建或添加多個(gè)文件，最后點(diǎn)擊Finish。

稍后會(huì)彈出定義模塊的窗口，也就是剛剛添加的test文件?？梢栽谶@里設(shè)置test模塊的輸入輸出端口；或者直接點(diǎn)擊OK，稍后再自行編寫。

點(diǎn)擊OK后，如果彈出下面窗口直接點(diǎn)擊Yes。

test文件和對應(yīng)的模塊即創(chuàng)建完成，如圖。

添加Verilog仿真文件（Simulation Source）

操作和上一步添加Verilog設(shè)計(jì)文件基本一致，唯一的區(qū)別是選擇Add or Create Simulation Sources。我們新建一個(gè)名為simu的仿真文件。

設(shè)計(jì)文件新建完成后，在Design Sources和Simulation Sources中都有，而仿真文件只會(huì)出現(xiàn)在Simulation Sources文件夾中。設(shè)計(jì)文件可以用于仿真，也可以用于最終燒寫進(jìn)開發(fā)板，而仿真文件僅用于仿真。

編寫代碼

打開test模塊，編寫代碼實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的非門電路如下。

行為仿真（Behavioral Simulation）與Testbench

為了驗(yàn)證代碼是否正確，可以對代碼進(jìn)行行為仿真。我們給上面的test模塊輸入端in接入一個(gè)時(shí)鐘信號，則輸出端out就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電平相反的時(shí)鐘信號。

行為仿真時(shí)，輸入信號可以使用Testbench編寫。

如果直接修改test模塊，在其中添加Testbench代碼，再進(jìn)行仿真，是一種不太正確的做法。因?yàn)閠est模塊是設(shè)計(jì)文件，后面可能會(huì)直接燒寫進(jìn)板子。進(jìn)行仿真時(shí)添加了Testbench代碼，之后再燒寫進(jìn)板子又得刪掉Testbench代碼，這樣容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且操作起來也比較麻煩。尤其是接口數(shù)量多，內(nèi)部比較復(fù)雜的模塊。

所以我們將Testbench代碼全部寫到仿真文件simu中，并在simu文件中調(diào)用test模塊，從而進(jìn)行仿真。

編寫仿真代碼

在simu模塊中編寫代碼如下。

代碼說明：

reg clk = 0聲明了一個(gè)reg信號，并賦初值為0。
always #10 clk <= ~clk為testbench代碼，讓clk每隔10ns翻轉(zhuǎn)一次，產(chǎn)生周期為20ns的時(shí)鐘信號。
wire out聲明了一個(gè)wire信號，用于連接到test模塊的輸出。
test mytest(clk, out)調(diào)用了前面寫好的test模塊，其中mytest是模塊名稱，這里的clk和out分別連接了mytest模塊內(nèi)部的in和out信號。這種寫法類似于面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，對象的實(shí)例化，test為類名，而mytest為對象名稱。同樣，Verilog中調(diào)用模塊時(shí)，可以實(shí)例化多個(gè)test對象。
更多Testbench的寫法請上網(wǎng)搜索相關(guān)資料。

行為仿真

右擊simu模塊，選擇Set as Top，將simu模塊設(shè)置為仿真時(shí)的頂層模塊。頂層模塊類似于C編程時(shí)的入口函數(shù)，即main函數(shù)。main`函數(shù)可以調(diào)用其他子函數(shù)；類似的，頂層模塊可以調(diào)用其他模塊。

在Flow Navigator窗口中點(diǎn)擊Run Simulation - Run Behavioral Simulation；或者在菜單中選擇Flow - Run Simulation - Run Behavioral Simulation，即可啟動(dòng)行為仿真。

稍后Behavioral Simulation窗口打開，即可看到輸出的仿真波形。

操作技巧

雙擊圖中右側(cè)的Untitled 2標(biāo)簽，可以最大化仿真波形窗口。在波形窗口按住Ctrl鍵并滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪，可以橫向縮放波形；按住Shift并滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪，可以橫向平移波形。

如圖，可以看出clk為周期20ns的時(shí)鐘信號，而out和clk的電平始終相反，即test模塊中的非門工作正確。

在Behavioral Simulation窗口中的Scopes子窗口，根據(jù)模塊調(diào)用關(guān)系選中mytest，在右側(cè)的Objects窗口即可看到test模塊中所有的信號（包括內(nèi)部信號，即沒有寫到模塊聲明語句module(a,b,c)括號中的信號）。

右擊信號，選擇Add To Wave Window，可將波形添加到右側(cè)的仿真波形窗口，保存仿真文件，再次仿真時(shí)就可以看到該信號的波形。

對于一些輸出數(shù)字信號波形的情況，例如讓reg [7:0] sine_out輸出正弦波，仿真后右擊信號，選擇Waveform Style - Analog，即可以波形的形式查看信號。如圖顯示的就是正弦波信號（注意這里信號本身還是數(shù)字信號，并不是模擬信號，只是用軟件顯示出了其幅值隨時(shí)間變化的波形）。

對于多位信號例如wire [7:0] p，默認(rèn)使用二進(jìn)制形式顯示，可以根據(jù)需要修改。例如右擊選擇Radix - Unsigned Decimal即可設(shè)置為無符號十進(jìn)制顯示，如圖。