[转]用ModelSim仿真FIFO

文章转自：http://blog.csdn.net/ruby97/article/details/7348939

由于仿真FIFO需要时钟资源，故使用了前一篇文章中使用的PLL模块。

在仿真FIFO模块时，我使用了一个数据发生模块，参考的下面这篇文章中的源码

datagene.v (可以去链接网址下载源码)

数据发生模块的输入输出框图如下所示：

我在Modelsim中利用了该模块进行FIFO的仿真。若对FIFO的IP核不熟悉，可以参考官方文档：http://www.altera.com/literature/ug/ug_fifo.pdf

下面是具体仿真过程：

首先，看一下FIFO配置：

数据单元位宽：16

FIFO最大数据量：512个

读和写使用不同的时钟

OK，下面给出FIFO模块的框图：

找到Quartus中生成的FIFO模块的 verilog文件，把它复制到Modelsim工程中；此外，FIFO仿真还需要的文件是：

Altera库文件：altera_mf.v ,220_model.v （前一篇有提到这两个文件的位置）
数据发生器文件：datagene.v (参考特权同学的博客，里面可以下载到)
PLL模块：sys_ctrl.v clk_ctrl.v前一篇博文有提到
FIFO模块：wrfifo.v
模块封装以及测试文件

所有文件加入工程后如下所示：

其中，write_fifo_module.v代码如下：

module write_fifo_module   
(  
    wrf_din,          
    clk_100m,     
    clk_20m,  
    sdram_wr_ack,  
    wrf_wrreq,    
    sys_data_in,  
    wrf_use  
);  
  
    input   [15:0]   wrf_din;      //data write to FIFO  
    input            clk_100m;     //write clock  
    input          clk_20m;      //read  clock  
    input            wrf_wrreq;    //write fifo request  
    input            sdram_wr_ack; //read fifo request  
    output  [15:0]  sys_data_in;  //read-data  
    output  [8:0]   wrf_use;      //the count of data in fifo  
      
wrfifo          uut_wrfifo(  
                    .data(wrf_din),  
                    .rdclk(clk_20m),  
                    .rdreq(sdram_wr_ack),  
                      
                    .wrclk(clk_100m),  
                    .wrreq(wrf_wrreq),  
                    .q(sys_data_in),  
                    .wrusedw(wrf_use)  
                    );    
endmodule

下面是fifo_test_module.v 源码

`timescale 1 ps /1 ps  
  
module fifo_test_module(  
    clk,  
    reset,  
    clk_20m,  
    clk_100m,  
    clk_sdram,  
    system_reset,  
    sdram_rd_ack,  
    sdram_wr_ack,  
    syswr_done,  
    write_fifo_req,  
    write_fifo_data_in,  
    moni_addr,  
    sys_data_in,  
    wrf_use  
);  
  
input clk;  
input reset;  
  
output clk_20m;  
output clk_100m;  
output clk_sdram;  
output system_reset;  
  
input sdram_rd_ack;  
input sdram_wr_ack;  
  
output syswr_done;  
output write_fifo_req;  
output [15:0]write_fifo_data_in;  
output [21:0]moni_addr;  
output [15:0]sys_data_in;  
output [8:0]wrf_use;  
  
sys_ctrl        uut_sysctrl(  
                    .clk(clk),  
                    .rst_n(reset),  
                    .sys_rst_n(system_reset),  
                    .clk_20m(clk_20m),  
                    .clk_100m(clk_100m),  
                    .sdram_clk(clk_sdram)  
                    );  
  
datagene            uut_datagene(  
                        .clk_20m(clk_20m),  
                        .clk_100m(clk_100m),  
                        .rst_n(system_reset),  
                        .wrf_din(write_fifo_data_in),  
                        .wrf_wrreq(write_fifo_req),  
                        .moni_addr(moni_addr),  
                        .syswr_done(syswr_done),  
                        .sdram_rd_ack(sdram_rd_ack)  
                    );  
  
write_fifo_module    uut_write_fifo_module(  
             .wrf_din(write_fifo_data_in),        
               .clk_100m(clk_100m),   
               .clk_20m(clk_20m),  
               .sdram_wr_ack(sdram_wr_ack),  
               .wrf_wrreq(write_fifo_req),    
               .sys_data_in(sys_data_in),  
               .wrf_use(wrf_use)                                      
                    );  
endmodule

最后，是测试激励fifo_test_module_tb的代码：

`timescale 1 ps /1 ps  
  
module fifo_test_module_tb;  
  
reg clk;  
reg reset;  
  
wire clk_20m;  
wire clk_100m;  
wire clk_sdram;  
wire system_reset;  
  
reg sdram_rd_ack;  
reg sdram_wr_ack;  
  
wire syswr_done;  
wire write_fifo_req;  
wire [15:0]write_fifo_data_in;  
wire [21:0]moni_addr;  
wire [15:0]sys_data_in;  
wire [8:0]wrf_use;  
  
fifo_test_module fifo_test_module_uut(  
    .clk(clk),  
    .reset(reset),  
    .clk_20m(clk_20m),  
    .clk_100m(clk_100m),  
    .clk_sdram(clk_sdram),  
    .system_reset(system_reset),  
    .sdram_rd_ack(sdram_rd_ack),  
    .sdram_wr_ack(sdram_wr_ack),  
    .syswr_done(syswr_done),  
    .write_fifo_req(write_fifo_req),  
    .write_fifo_data_in(write_fifo_data_in),  
    .moni_addr(moni_addr),  
    .sys_data_in(sys_data_in),  
    .wrf_use(wrf_use)  
);  
  
  
  
 initial  
 begin  
     clk = 0;  
     reset=1;  
     sdram_rd_ack=0;  
     sdram_wr_ack=0;  
     #500000000 sdram_rd_ack=1;  
     #1000000 sdram_rd_ack=0;  
 end  
   
 always #25000 clk = ~clk;  
   
 always #4000000 sdram_wr_ack=~sdram_wr_ack;  
  
  
endmodule

OK,下面编写ModelSim命令文件： fifo.do

#Creat a work lib  
vlib work   
#Map the work lib to current lib  
vmap work work  
   
#Compile the source files  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/lib/altera_mf.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/lib/220model.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/pll/clk_ctrl.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/pll/sys_ctrl.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/data_gen/datagene.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/fifo/wrfifo.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/fifo/write_fifo_module.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/fifo/fifo_test_module.v  
vlog E:/Project/ModelSim/sdram_test/src/fifo_test_module_tb.v  
   
#Start simulation  
vsim  -novopt work.fifo_test_module_tb  
   
#add wave  
add wave -hex /*  
  
  
   
run 200us

下面就可以观察波形了。。:)))

首先，可以看到，在385000ps时，PLL模块初始化完成，可以看到clk_20m,clk_100m,clk_sdram的波形了。