VCS入门教程(一) - 码农教程

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一、前言

接触Synopsys 家的VCS工具有一段时间了，在此简单分享下个人的学习笔记。供刚接触到数字前端设计的同学提供一些参考资料。在学校我们经常使用的verilog仿真软件都是quartus和modelsim，但是看一下一些公司的招聘要求，公司里使用的基本都是VCS。所以学习一下对找工作还是有帮助的。

参考资料：1.VCS User Guide 2. VCS labs 3. bilibili搜索VCS，有一些视频教程。

1是官方手册；

2是官方给出的几个实验；包涵源码和实验指导文档。

1, 2 均可在eetop上找到并下载。

VCS工具的安装是一个很头疼的事情。本人最开始查阅各种博客，花了两天时间才捣鼓好双系统，在Ubuntu上安装完VCS。到后来发现eetop上有人分享安装完各种EDA的Redhat系统，十分方便。

链接：Linux下VCS2014和Verdi2015的联合仿真

在linux下使用EDA需要有linux基础，ls，pwd，cd, touch等基本命令需要会用。

二、VCS介绍

VCS是编译型verilog仿真器，处理verilog的源码过程如下：

图1

VCS先将verilog/systemverilog文件转化为C文件，在linux下编译链接生成可执行文件，在linux下运行simv即可得到仿真结果。

VCS使用步骤，先编译verilog源码，再运行可执行文件：

图2

编译命令的格式：vcs sourcefile [compile_time_option] （编译选项用来控制编译过程）

执行仿真命令格式：./simv [run_time_option]

三、示例

下面使用VCS labs里面lab1的verilog源码做一些示例，电路结构图如下：

图3

此电路为一位加法器 fa.v 组成4位加法器 add4.v，再组成一个8位加法器，使用资源换性能的思路，减小了行波进位加法器的进位延迟。顶层文件为add8.v，testbench为addertb.v。

图4

输入上述命令回车即可编译verilog文件，其中-l readme.log 用于将编译产生的信息放在log文件内，+v2k是使VCS兼容verilog 2001以前的标准。-debug_all用于产生debug所需的文件。

图5

./simv -l run.log 开始仿真，testbench里的$display打印仿真成功的信息，显示在终端上。使用-l run.log 记录终端上产生的信息。

图6

使用./simv -gui 命令打开图形化界面DVE，选中所有信号 --> 右键Add to Waves --> New Wave View

图7

点击1处的小箭头，便有波形出现。使用2处的三个按钮(预览全局、放大和缩小)调整波形。在3处鼠标左键按住不动，左右拖动即可选取一个观察的时间范围。

以上已完成VCS基本的使用，下面我们考虑一个更复杂的情形。假设现在顶层模块变得十分复杂，里面包含很多的 .v 文件，我们再像图4那样将所有文件敲在终端上便很麻烦。编译选项-f可以解决这个问题。

图8

在工作目录下新建一个verilog_file.f文件，将所用到的verilog源码以及路径写入文件，并保存退出。

图9

使用-f verilog_file.f 选项，即可将.f文件里的源码全部编译。

以下有其他常用编译选项，注意各个编译选项的顺序，有时出错需要调整。

1) -R 编译后立即运行，即编译完成后立即执行 ./simv

2) -Mupdate 源文件有修改时，只重新编译有改动的.v文件，节约编译时间。

3) -sverilog 打开对Systemverilog的支持，编译Systemverilog文件时使用。

4) -timescale=1ns/1ns 设置仿真精度

5) -o simv_file 编译默认产生的可执行文件为simv，可以使用 -o 更改可执行文件名。

再考虑一种情形，当使用到VCS更多其他功能时，编译选项会变得很长，在终端上一个一个敲变得十分不方便，我们便可以使用makefile来帮助我们编译仿真。在工作目录下新建一个makefile文件

.PHONY:com sim clean

OUTPUT = adder_top

VCS = vcs -sverilog +v2k -timescale=1ns/1ns                             
	  -debug_all							
	  -o ${OUTPUT}							
	  -l compile.log						

SIM = ./${OUTPUT} -l run.log

com:
	${VCS} -f verilog_file.f

sim:
	${SIM}

clean:
	rm -rf ./csrc *.daidir *.log simv* *.key

makefile 完成以后，在终端上输入 make com 后回车，相当于在终端中输入以下内容后回车，进行编译。

vcs -sverilog +v2k -timescale=1ns/1ns -debug_all -o adder_top -l compile.log -f verilog_file.f

输入make sim 相当于：

./adder_top -l run.log

输入make clean 相当于：

rm -rf ./csrc *.daidir *.log simv* *.key

清除一些中间文件。

四、结束语

以上就是VCS入门的介绍啦，水平有限，若有错误，请批评指教。