通过文件读写方式实现Matlab和Modelsim的联合仿真的经验总结.doc

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1、通过文件读写方式实现Matlab和Modelsim的联合仿真的经验总结　　虽然Modelsim的功能非常强大，仿真的波形可以以多种形式进行显示，但是当涉及到数字信号处理的算法的仿真验证的时候，则显得有点不足。而进行数字信号处理是Matlab的强项，不但有大量的关于数字信号处理的函数，而且图形显示功能也很强大，所以在做数字信号处理算法的FPGA验证的时候借助Matlab会大大加快算法验证的速度。关于Matlab和Modelsim联合仿真，我从网上看到两种方法，一种是通过LinkforModelsim建立Matlab和Modelsim的联合仿真接口；另一种就是通过文件读写的方式实现Mat

2、lab和Modelsim的联合仿真。我没有仔细研究过第一种方法，我大概看了一下，感觉过程比较复杂，不过功能肯定也很强大，网上有一篇关于LinkforModelsim的文章”target=_blank>，有兴趣的朋友可以去看一看。关于第二种方法，只是通过几个文件读写函数就可以实现了，而且基本可以满足当前仿真的要求，所以这里主要讨论一下我所使用的这种方法，希望能够抛砖引玉吧，因为我也只能算个初学者而已。1.Matlab产生数据用作Modelsim仿真　　在FPGA进行算法验证的时候，经常需要输入仿真数据，这些数据可以用FPGA产生，但是如果数据产生过程很复杂的话，需要耗费很大的精力，并且

3、产生的数据的准确性也不能保证。例如，如果要验证一个通信接收机的相关算法，那么我们就需要先产生发送数据，也就是说得先做一个发射机，如果这个过程也由FPGA实现的话，也是一个很复杂的过程。这时候我们就可以借助Matlab，利用Matlab内部自带的各种函数，产生需要的信号，再经过定点化，就作为FPGA接收模块的输入信号了。这样做无疑会节约很多时间和精力。下面用一个简单的例子说明如何用Matlab产生的数据用作Modelsim仿真。首先利用matlab产生一个周期256点8bit的正弦波数据，然后以16进制形式写入sin.txt文件N=256;n=1:256;x=fix(128+(2-1

4、)*sin(2*pi*n/N));fid=fopen(‘sin.txt’,’wt’);fprintf(fid,’%x’,x);fclose(fid);下图是截取的产生的数据文件的内容[[wysiwyg_imageupload:33:]]然后将产生的sin.txt文件复制到Modelsim的工程下，在Verilog文件中先定义一个8bitX256数组，然后通过$readmemh命令，将文件中的数据读入，相关的Verilog代码如下：reg[7:0]data_mem[0:255];//定义一个8bitX256的数组iniTIalbegin$readmemh(“sin.txt”,dat

5、a_mem);//将sin.txt中的数据读入存储器data_memend关于$readmemh的用法可以参见Verilog的参考书，这里就不详细说了。后面就可以用data_mem作为你的测试数据了。例如可以通过以下代码，将data_mem的数据送给data_out：always@(posedgeclk)beginif(rst)begindata_out<=8’d0;i<=8’d0;endelsebegindata_out<=data_mem[i];//将存储器中的数据输出i<=i+8’d1;endend这样利用data_out就可以输出一个正弦波波形，下图是Molesim仿真产生的

6、正弦波波形：2.Matlab对Modelsim仿真生成的数据进行分析　　Matlab对Modelsim仿真生成数据的处理也是通过文件读写实现的。即通过Verilog语句，将仿真过程中的某个信号写入文件，然后在Matlab中在把这个文件的数据读出来，就可以在Matlab中进行分析了。下图也通过一个简单的例子，说明一下整个过程。以下的Verilog语句实现将信号data_out的数据写入data_out.txt文件integerw_file;iniTIalw_file=$fopen(“data_out.txt”);always@(i)begin$fdisplay(w_file,”%h”,

7、data_out);if(i==8’d255)//共写入256个数据$stop;end下图是截取的data_out.txt的部分内容：[[wysiwyg_imageupload:34:]]然后就可以编一小段Matlab的程序将data_out.txt中的数据读取进行分析了。下面一段Matlab的程序是将数据读取，并通过图形显示出数据的波形。fid=fopen(‘data_out.txt’,’r’);fori=1:256;num(i)=fscanf(fid,