テスト波形ファイルを使ったシミュレーション (Ver.9まで)

Quartus II Ver.10 以降の方法

ModelSim によるシミュレーション 参照。

テスト用波形ファイル作成

回路ブロックのテストは、回路ブロックの入力に対する テスト用の信号(テスト・パターン)を作成し、それを入力して、 正しい出力値を出すかを確認する形で行います。 ここでは、波形エディタを用いて、 テスト・パターンの波形ファイルの作り方を説明します。 なお、テスト・パターンの作り方によって テストの効率(バグの発見効率など)が変わりますので、 テスト・パターンは考えて作って下さい。

• "File→New→Other FIles→Vector Waveform File"で 新しいテスト波形ファイルを波形エディタで作成する。
• "Nameを右クリック→Insert Node or Bus"を選択。
• "Insert Node or Bus"ウィンドウでの操作
  • "Radix"で表示に使う進数(2進数、16進数、等)を決定する。
  • "Node Finderボタン"を押してNode Finderを立ち上げる。

• Node Finderの使い方
  • Filterで波形を入力したり、波形を観測するピンを抽出する。
    • "Pins: input"か"Pins: output"を選択する。
    • インスタンスの出力等もノードとして選択できるが、 最適化の途中でノードが消えることがあるので、 QuartusIIでは入出力ピン以外の利用は勧めていない。
    • インスタンスの出力等を観測したい場合、 テンポラリの出力ピンを追加して観測する方法を QuartusIIでは勧めている。
  • 抽出したピンのうち、
    • >ボタンを押すとフォーカスされているピンがSeleted Nodesに移る。
    • >>ボタンを押すと全てのピンをSeleted Nodesに移る。
  • OKボタンを押すと"Insert Node or Bus"に戻ります。
  • Nodes Foundに目的のピンが見付からない場合は？
    • Filterは合っているか？
    • もう一度コンパイルし直しても見つからないか？
• "Insert Node or Bus"に戻ってOKボタンを押す。
  • 選択されたピンが波形エディタ上に表示されます。
• 各入力ピンの信号レベルを定義する。
  • 入力ピンを選択し、右クリックする。
  • Valueの中から必要な定義を選択する。
    • 直接値を定義したり、Clock等の生成機能を使う。
  • 出力ピンの値はシミュレーションが行われるまで不定値になります。
  
• 名前をつけて保存する。
  • 拡張子が.wvfのファイルとして保存されます。

波形エディタや機能レベル・シミュレーションの詳細は、 オンライン資料： Quartus II開発ソフトウェアの Quartus IIハンドブック(英語版)のVolume 3, Chapter 1, "Quartus II Simulator"に書かれています。

使うと便利な波形

波形エディタでは

• クロック
  • 周期的に0/1を繰り返す信号を生成する。
  • 通常はStart time, End time, Periodを設定して使う。
  
• カウント値
  • 一定時間毎に値を増加(or減少)する信号を生成する。
  • 通常はStart value, Increment by, Start time, End time, Count everyを設定して使う。
  
• ランダム値
  • 一定時間毎にランダムな値を生成する信号を生成する。
  • 生成タイミングは選べるので、適当に選択する。
  

テスト波形ファイルを使ったシミュレーション

作成した波形ファイルと回路の シミュレーション用のRTLのネットリストを入力として、 回路に対するシミュレーションが行えます。

なお、シミュレーションはトップ・レベルの回路に対してしか行えません。 回路ブロックに対してシミュレーションを行うときには、 その回路図を表示後に"Project→Set as Top-Level Entity"を選択して、 一時的に、トップ・レベルの回路扱いにしてシミュレーションを行って下さい。

• "Processing→Simulator Tool"を選択する。
• Simulator Toolの使い方(機能シミュレーション)
  • Simulation modeをFunctionalにする。
  • Generate Functional Simulation Netlistボタンを押す。
    • 最初だけで問題ないです。 ただし、回路が変わった時には押し直す必要があります。
  • Simulation Insertボタンを押してシミュレーションに使うWaveform Fileを指定
  • End simulationを適当な時間に設定する。
  
  • Startボタンを押してシミュレーションを開始する。
  • 正常にシミュレーションが終了したら、Reportボタンを押して シミュレーション結果を確認する。