芯片驗(yàn)證波形文件詳解
時(shí)間：2021-11-11 14:50:29
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[導(dǎo)讀]波形文件一般用于仿真后記錄波形文件，用于做詳細(xì)分析和研究。說(shuō)一下幾種波形文件WLF(WaveLogFile)、VCD(ValueChangeDump)文件，fsdb(FastSignalDataBase)文件、shm、vpd。WLF?(WaveLogFile)?MentorGra...
波形文件一般用于仿真后記錄波形文件，用于做詳細(xì)分析和研究。說(shuō)一下幾種波形文件WLF(Wave Log File)、VCD(Value Change Dump)文件，fsdb(Fast Signal DataBase)文件、shm、vpd。
WLF?(Wave Log File)?
Mentor Graphics 公司Modelsim支持的波形文件。在modelsim波形窗口觀察波形時(shí)，仿真結(jié)束時(shí)都會(huì)生成一個(gè)*.wlf的文件(默認(rèn)是vsim.wlf)，可以用modelsim直接打開(kāi)，命令如下：
其中，run.do中的內(nèi)容為要查看的波形信號(hào)。這個(gè)wlf文件只能由modelsim來(lái)生成，也只能通過(guò)modelsim來(lái)顯示。不是一個(gè)通用的文件格式。?VCD（Value Change Dump）IEEE1364標(biāo)準(zhǔn)(verilog?hdl語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn))中定義的一種ASCII文件，是通用的文件格式。它主要包含了頭信息，變量的預(yù)定義和變量值的變化信息。正是因?yàn)樗诵盘?hào)的變化信息，就相當(dāng)于記錄了整個(gè)仿真的信息，我們可以用這個(gè)文件來(lái)再現(xiàn)仿真，也就能夠顯示波形。因?yàn)閂CD是 Verilog HDL語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的一部分，因此所有的verilog的仿真器都能夠查看該文件，允許用戶在verilog代碼中通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)來(lái)dump VCD文件。
我們可以通過(guò)Verilog HDL的系統(tǒng)函數(shù)$dumpfile 來(lái)生成波形，通過(guò)$dumpvars的參數(shù)來(lái)規(guī)定我們抽取仿真中某些特定模塊和信號(hào)的數(shù)據(jù)。示例如下：
我們可以通過(guò)modelsim 命令來(lái)dump VCD文件，這樣可以擴(kuò)展到VHDL中。具體的命令：
特別說(shuō)明的一點(diǎn)是，正是因?yàn)閂CD記錄了信號(hào)的完整變化信息，我們還可以通過(guò)VCD文件來(lái)估計(jì)設(shè)計(jì)的功耗，而這一點(diǎn)也是其他波形文件所不具備的。Encounter 和 PrimeTime PX （Prime Power）都可以通過(guò)輸入網(wǎng)表文件，帶功耗信息的庫(kù)文件以及仿真后產(chǎn)生的VCD文件來(lái)實(shí)現(xiàn)功耗分析。
FSDB (Fast Signal DataBase)Spring Soft （Novas）公司 Debussy / Verdi 支持的波形文件，一般較小，使用較為廣泛，其余仿真工具如ncsim，modlesim 等可以通過(guò)加載Verdi 的PLI （一般位于安裝目錄下的share/pli 目錄下）?而直接dump fsdb文件。
fsdb文件是verdi使用一種專用的數(shù)據(jù)格式，類似于VCD，但是它是只提出了仿真過(guò)程中信號(hào)的有用信息，除去了VCD中信息冗余，就像對(duì)VCD數(shù)據(jù)進(jìn)行了一次huffman編碼。因此fsdb數(shù)據(jù)量小，而且會(huì)提高仿真速度。我們知道VCD文件使用verilog內(nèi)置的系統(tǒng)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，fsdb是通過(guò)verilog的PLI接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如$fsdbDumpfile, $fsdbDumpvars等。示例如下：
?shm
Cadence公司 NC verilog 和Simvision支持的波形文件，實(shí)際上 .shm是一個(gè)目錄，其中包含了.dsn和.trn兩個(gè)文件。使用NC Verilog 對(duì)同一testcase和相同dump波形條件的比較，產(chǎn)生shm文件的時(shí)間最短（廢話，本來(lái)就是一個(gè)公司的），產(chǎn)生vcd文件的時(shí)間數(shù)倍于產(chǎn)生shm和 fsdb的時(shí)間。在筆者測(cè)試的例子中，產(chǎn)生的fsdb文件為十幾MB，shm文件為幾十MB，而vcd文件則要幾個(gè)GB的大小。
vpd
Synopsys公司 VCS DVE支持的波形文件，可以用$vcdpluson產(chǎn)生。
其余波形文件
就是各家不同的仿真或調(diào)試工具支持的文件類型，互不通用，但基本都可以由VCD文件轉(zhuǎn)換而來(lái)（其實(shí)就是VCD文件的壓縮版，因?yàn)橹蝗》抡嬲{(diào)試需要的數(shù)據(jù)，所以文件大小要遠(yuǎn)小于原始VCD文件），有的還提供與VCD文件的互轉(zhuǎn)換功能。
?******************************************************************************fsdb的一些用法：1、下面是一個(gè)列表，提示了fsdb 的各種可能用法，具體的內(nèi)容大家可以Google 一把，就都出來(lái)了。
便于如果同時(shí)跑多個(gè)testcase 的時(shí)候可以同時(shí)dumpfsdb，另外就是跳過(guò)一些時(shí)間開(kāi)始
2. 另外那個(gè)dump.list(名字可以隨便?。├锩娴脑O(shè)定就跟平常的設(shè)定dump 的層次設(shè)置一樣了
例子：
WLF?(Wave Log File)?
Mentor Graphics 公司Modelsim支持的波形文件。在modelsim波形窗口觀察波形時(shí)，仿真結(jié)束時(shí)都會(huì)生成一個(gè)*.wlf的文件(默認(rèn)是vsim.wlf)，可以用modelsim直接打開(kāi)，命令如下：
vsim -view vsim.wlf -do run.do |
我們可以通過(guò)Verilog HDL的系統(tǒng)函數(shù)$dumpfile 來(lái)生成波形，通過(guò)$dumpvars的參數(shù)來(lái)規(guī)定我們抽取仿真中某些特定模塊和信號(hào)的數(shù)據(jù)。示例如下：
// 在testbench中加入以下內(nèi)容initialbegin$dumpfile("*.vcd");$dumpvars(0,**);end |
vcd file myfile.vcdvcd add /test/dut/* # 生成一個(gè)含dut下所有信號(hào)的VCD數(shù)據(jù)信息）vsim -vcdstim myfile.com # 使用VCD來(lái)進(jìn)行仿真 ）test;add wave /*;run -all; |
FSDB (Fast Signal DataBase)Spring Soft （Novas）公司 Debussy / Verdi 支持的波形文件，一般較小，使用較為廣泛，其余仿真工具如ncsim，modlesim 等可以通過(guò)加載Verdi 的PLI （一般位于安裝目錄下的share/pli 目錄下）?而直接dump fsdb文件。
fsdb文件是verdi使用一種專用的數(shù)據(jù)格式，類似于VCD，但是它是只提出了仿真過(guò)程中信號(hào)的有用信息，除去了VCD中信息冗余，就像對(duì)VCD數(shù)據(jù)進(jìn)行了一次huffman編碼。因此fsdb數(shù)據(jù)量小，而且會(huì)提高仿真速度。我們知道VCD文件使用verilog內(nèi)置的系統(tǒng)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，fsdb是通過(guò)verilog的PLI接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如$fsdbDumpfile, $fsdbDumpvars等。示例如下：
// Testbench中加入以下內(nèi)容 initialbegin$fsdbDumpfile("*.fsdb");$fsdbDumpvars(0,**);end |
Cadence公司 NC verilog 和Simvision支持的波形文件，實(shí)際上 .shm是一個(gè)目錄，其中包含了.dsn和.trn兩個(gè)文件。使用NC Verilog 對(duì)同一testcase和相同dump波形條件的比較，產(chǎn)生shm文件的時(shí)間最短（廢話，本來(lái)就是一個(gè)公司的），產(chǎn)生vcd文件的時(shí)間數(shù)倍于產(chǎn)生shm和 fsdb的時(shí)間。在筆者測(cè)試的例子中，產(chǎn)生的fsdb文件為十幾MB，shm文件為幾十MB，而vcd文件則要幾個(gè)GB的大小。
vpd
Synopsys公司 VCS DVE支持的波形文件，可以用$vcdpluson產(chǎn)生。
其余波形文件
就是各家不同的仿真或調(diào)試工具支持的文件類型，互不通用，但基本都可以由VCD文件轉(zhuǎn)換而來(lái)（其實(shí)就是VCD文件的壓縮版，因?yàn)橹蝗》抡嬲{(diào)試需要的數(shù)據(jù)，所以文件大小要遠(yuǎn)小于原始VCD文件），有的還提供與VCD文件的互轉(zhuǎn)換功能。
?******************************************************************************fsdb的一些用法：1、下面是一個(gè)列表，提示了fsdb 的各種可能用法，具體的內(nèi)容大家可以Google 一把，就都出來(lái)了。
fsdbDumplimit - 限制FSDB 文件size 如何使用？$fsdbDumpvars([<level>], <scope | signal>*)fsdbDumpfile - 指定FSDB 文件名$fsdbDumpfile(“<FSDB name>”)fsdbDumpvars - Dump 指定的變量fsdbDumpSingle - Dump 指定的信號(hào)fsdbDumpvariable - Dump 指定的VHDL 變量fsdbSwitchDumpFile - 將dumping 切換到另一個(gè)FSDB 文件$fsdbSwitchDumpFile(“<new FSDB name>”)fsdbAutoSwitchDumpfile - 限制文件大小并在數(shù)據(jù)量過(guò)大時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建新的FSDB 文件$fsdbAutoSwitchDumpfile(<file size>, “<FSDB name>”,< number of file>)fsdbDumpflush - Force to Dump Result to FSDB filefsdbDumpMem - Dump 指定的memory 的內(nèi)容$fsdbDumpMem(<reg name>, [<start addr>, [<size>]])$fsdbDumpon - 打開(kāi) FSDB dumping$fsdbDumpoff - 關(guān)閉 FSDB dumping2、一個(gè)自由開(kāi)關(guān)FSDB 的方法，有時(shí)候要運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間的仿真，但是關(guān)心的波形卻只是其中一小段。這個(gè)時(shí)候怎么來(lái)開(kāi)關(guān)波形，使文件不至于太過(guò)龐大呢？這里介紹一個(gè)方法。示例僅供參考，大家可以結(jié)合實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造出更加多樣的變化來(lái)。initial begin$timeformat(...);$fsdbAutoSwitchDumpfile(...);$fsdbDumpvars(...);// 條件表達(dá)式1$fsdbDumpoff;// 條件表達(dá)式2$fsdbDumpon;end3、我們比較常用的一般還有$value$plusargs 這個(gè)task，在test_top 中：$value$plusargs("casename=%s",casename)通過(guò)腳本在run 的時(shí)候把case name 傳遞進(jìn)去(給vcs/nc SIM_ARG: casename=$Testcase_name.fsdb)便于如果同時(shí)跑多個(gè)testcase 的時(shí)候可以同時(shí)dumpfsdb，另外就是跳過(guò)一些時(shí)間開(kāi)始
dump（SIM_ARG: time=$start_time)$value$plusargs("time=%d",skip)#skip4、project 中每個(gè)人關(guān)注的module 不同，為了頻繁去修改test_top 的dump，一般也會(huì)把需要dump 的內(nèi)容用dumplist的file 來(lái)實(shí)現(xiàn)$fsdbDumpvarsToFile("dump.list");比如dump.list 內(nèi)容 #用于注釋）0 test_top#1 test_top#0 test_top.dut#0 test_top.dut.m1#0 test_top.dut.m2用的時(shí)候一般是在test_top.v 添加相關(guān)的語(yǔ)句：reg [100:0] casename;integer skip, i;initial beginif( $test$plusargs("dumpfsdb") ) beginif( $value$plusargs("time=%d", skip) )#skip;if( $value$plusargs ("casename=%s",casename) )$fsdbAutoSwitchDumpfile(300, casename, 30);else$fsdbAutoSwitchDumpfile(300,"./test_top.fsdb",40);$fsdbDumpvarsToFile("dump.list");endend跑仿真的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的如果要從5000ns（時(shí)間單位跟timescale 有關(guān)）處開(kāi)始dump 波形,給vcs/nc 的參數(shù) dumpfsdb? time=?5000? casename=?testcase1.fsdb其中的testcase1 一般我們都會(huì)在腳本處理后跟case 名字關(guān)聯(lián)起來(lái)，這樣子跑完之后就會(huì)從5000 開(kāi)始dump testcase1_000.fsdb, testcase1_001.fsdb 這樣子，2. 另外那個(gè)dump.list(名字可以隨便?。├锩娴脑O(shè)定就跟平常的設(shè)定dump 的層次設(shè)置一樣了
層次 路徑名0 test_top.dut.m1例子：
//=================// dump FSDB waveinterger start_dump;integer stop_dump;integer finish_time; integer result;reg [8*30*-1 : 0] waveform_name; initial begin:fsdb_dump start_dump = 0; finish_time = 0;waveform_name = "debussy.fsdb";if ($test$plusargs("FSDB")) begin if($test$plusargs("DUMP_FILE")) result = $value$plusargs("DUMP_FILE=%s",waveform_name); $fsdbAutoSwitchDumpfile(150,waveform_name,100); $fsdbDumpflush; #start_dump;//select dump signals$fsdbDumpvars(0,xx_tb); endend 
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