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[导读]波形文件一般用于仿真后记录波形文件,用于做详细分析和研究。说一下几种波形文件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记录波形文件,用于做详细分析和研究。说一下几种波形文件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波形窗口观察波形时,仿真结束时都会生成一个*.wlf的文件(默认是vsim.wlf),可以用modelsim直接打开,命令如下:

vsim -view vsim.wlf -do run.do
其中,run.do中的内容为要查看的波形信号。

这个wlf文件只能由modelsim来生成,也只能通过modelsim来显示。不是一个通用的文件格式。

 

VCD(Value Change Dump)

IEEE1364标准(verilog hdl语言标准)中定义的一种ASCII文件,是通用的文件格式。它主要包含了头信息,变量的预定义和变量值的变化信息。正是因为它包含了信号的变化信息,就相当于记录了整个仿真的信息,我们可以用这个文件来再现仿真,也就能够显示波形。因为VCD是 Verilog HDL语言标准的一部分,因此所有的verilog的仿真器都能够查看该文件,允许用户在verilog代码中通过系统函数来dump VCD文件。


我们可以通过Verilog HDL的系统函数$dumpfile 来生成波形,通过$dumpvars的参数来规定我们抽取仿真中某些特定模块和信号的数据。示例如下:

// 在testbench中加入以下内容initialbegin$dumpfile("*.vcd");$dumpvars(0,**);end
我们可以通过modelsim 命令来dump VCD文件,这样可以扩展到VHDL中。具体的命令:

vcd file myfile.vcdvcd add /test/dut/* # 生成一个含dut下所有信号的VCD数据信息)vsim -vcdstim myfile.com # 使用VCD来进行仿真 )
test;add wave /*;run -all;
特别说明的一点是,正是因为VCD记录了信号的完整变化信息,我们还可以通过VCD文件来估计设计的功耗,而这一点也是其他波形文件所不具备的。Encounter 和 PrimeTime PX (Prime Power)都可以通过输入网表文件,带功耗信息的库文件以及仿真后产生的VCD文件来实现功耗分析。

FSDB (Fast Signal DataBase)

Spring Soft (Novas)公司 Debussy / Verdi 支持的波形文件,一般较小,使用较为广泛,其余仿真工具如ncsim,modlesim 等可以通过加载Verdi 的PLI (一般位于安装目录下的share/pli 目录下) 而直接dump fsdb文件。


fsdb文件是verdi使用一种专用的数据格式,类似于VCD,但是它是只提出了仿真过程中信号的有用信息,除去了VCD中信息冗余,就像对VCD数据进行了一次huffman编码。因此fsdb数据量小,而且会提高仿真速度。我们知道VCD文件使用verilog内置的系统函数来实现的,fsdb是通过verilog的PLI接口来实现的,例如$fsdbDumpfile, $fsdbDumpvars等。示例如下:

// Testbench中加入以下内容 initialbegin$fsdbDumpfile("*.fsdb");$fsdbDumpvars(0,**);end
 

shm

Cadence公司 NC verilog 和Simvision支持的波形文件,实际上 .shm是一个目录,其中包含了.dsn和.trn两个文件。使用NC Verilog 对同一testcase和相同dump波形条件的比较,产生shm文件的时间最短(废话,本来就是一个公司的),产生vcd文件的时间数倍于产生shm和 fsdb的时间。在笔者测试的例子中,产生的fsdb文件为十几MB,shm文件为几十MB,而vcd文件则要几个GB的大小。


vpd

Synopsys公司 VCS DVE支持的波形文件,可以用$vcdpluson产生。


其余波形文件

就是各家不同的仿真或调试工具支持的文件类型,互不通用,但基本都可以由VCD文件转换而来(其实就是VCD文件的压缩版,因为只取仿真调试需要的数据,所以文件大小要远小于原始VCD文件),有的还提供与VCD文件的互转换功能。


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fsdb的一些用法:

1、下面是一个列表,提示了fsdb 的各种可能用法,具体的内容大家可以Google 一把,就都出来了。

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 指定的变量fsdbDumpSingle - Dump 指定的信号fsdbDumpvariable - Dump 指定的VHDL 变量fsdbSwitchDumpFile - 将dumping 切换到另一个FSDB 文件$fsdbSwitchDumpFile(“<new FSDB name>”)fsdbAutoSwitchDumpfile - 限制文件大小并在数据量过大时自动创建新的FSDB 文件$fsdbAutoSwitchDumpfile(<file size>, “<FSDB name>”,< number of file>)fsdbDumpflush - Force to Dump Result to FSDB filefsdbDumpMem - Dump 指定的memory 的内容$fsdbDumpMem(<reg name>, [<start addr>, [<size>]])$fsdbDumpon - 打开 FSDB dumping$fsdbDumpoff - 关闭 FSDB dumping2、一个自由开关FSDB 的方法,有时候要运行很长时间的仿真,但是关心的波形却只是其中一小段。这个时候怎么来开关波形,使文件不至于太过庞大呢?这里介绍一个方法。示例仅供参考,大家可以结合实际应用创造出更加多样的变化来。

initial begin$timeformat(...);$fsdbAutoSwitchDumpfile(...);$fsdbDumpvars(...);// 条件表达式1$fsdbDumpoff;// 条件表达式2$fsdbDumpon;end3、我们比较常用的一般还有$value$plusargs 这个task,在test_top 中:

$value$plusargs("casename=%s",casename)通过脚本在run 的时候把case name 传递进去(给vcs/nc SIM_ARG: casename=$Testcase_name.fsdb)
便于如果同时跑多个testcase 的时候可以同时dumpfsdb,另外就是跳过一些时间开始

dump(SIM_ARG: time=$start_time)$value$plusargs("time=%d",skip)#skip4、project 中每个人关注的module 不同,为了频繁去修改test_top 的dump,一般也会把需要dump 的内容用dumplist的file 来实现

$fsdbDumpvarsToFile("dump.list");比如dump.list 内容 #用于注释)

0 test_top#1 test_top#0 test_top.dut#0 test_top.dut.m1#0 test_top.dut.m2用的时候一般是在test_top.v 添加相关的语句:

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跑仿真的时候,对应的如果要从5000ns(时间单位跟timescale 有关)处开始dump 波形,给vcs/nc 的参数

dumpfsdb  time= 5000  casename= testcase1.fsdb其中的testcase1 一般我们都会在脚本处理后跟case 名字关联起来,这样子跑完之后就会从5000 开始dump testcase1_000.fsdb, testcase1_001.fsdb 这样子,
2. 另外那个dump.list(名字可以随便取)里面的设定就跟平常的设定dump 的层次设置一样了

层次 路径名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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