工程設計與分析係列：ModelSim電子係統分析及仿真（第2版）（含CD光盤1張） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於斌，謝龍漢 著

圖書標籤:

• ModelSim
• 仿真
• EDA
• 電子設計
• 數字電路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 工程設計
• 分析

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121219207

版次：1

商品編碼：11389425

包裝：平裝

叢書名： 工程設計與分析係列

開本：16開

齣版時間：2014-02-01

用紙：膠版紙

頁數：388

正文語種：中文

附件：CD光盤

附件數量：1

編輯推薦

　　（1）在第一版基礎上，綜閤讀者建議、課題使用情況進行修訂完善，補充更多典型實例。
　　（2）本書的第一版是一本ModelSim圖書，讀者評價很好。
　　（3）所有實例配有操作視頻，語音講解。

內容簡介

　　ModelSim是優秀的HDL仿真軟件之一，它能提供友好的仿真環境，是業界單內核支持VHDL和Verilog混閤仿真的仿真器，它采用直接優化的編譯技術、Tcl/Tk技術和單一內核仿真技術，編譯仿真速度快，編譯的代碼與平颱無關，便於保護IP核，個性化的圖形界麵和用戶接口，為用戶加快調錯提供強有力的手段，是FPGA/ASIC設計的仿真軟件。
　　《工程設計與分析係列：ModelSim電子係統分析及仿真（第2版）》以ModelSim SE 10.1c版軟件為平颱，由淺入深、循序漸進地介紹ModelSim 10.1c軟件各部分知識，包括ModelSim 10.1c的基礎知識、菜單命令、庫和工程的建立與管理、Verilog/VHDL文件編譯仿真、采用多種方式分析仿真結果，以及與多種軟件聯閤仿真等知識。書中配有大量插圖，並結閤實例詳細地講解使用ModelSim進行仿真操作的基本知識和方法技巧，配書光盤中有本書實例操作的視頻講解，讀者能夠輕鬆學習。
　　《工程設計與分析係列：ModelSim電子係統分析及仿真（第2版）》在第一版的基礎上，綜閤讀者建議、課題使用情況進行修訂完善，更多典型實例。

作者簡介

於斌，本碩就讀於哈爾濱工業大學電子信息科學與技術專業和微電子與固體電子學專業，任教於哈爾濱理工大學軟件學院集成電路設計與集成係統專業多年，主講數字電路、Verilog HDL語言及計算機組成原理等課程，研究方嚮為集成電路數字前端設計及FPGA相關方嚮。

目錄

第1章 概述
1．1 IC設計與ModelSim
1．1．1 IC設計基本流程
1．1．2 ModelSim概述
1．2 ModelSim應用基本流程
1．3 ModelSim基本仿真流程
1．3．1 創建一個工作庫
1．3．2 編譯設計文件
1．3．3 運行仿真
1．3．4 查看結果
1．4 ModelSim工程仿真流程
1．4．1 創建工程及工程庫
1．4．2 創建新文件
1．4．3 加載設計文件
1．4．4 編譯源文件
1．4．5 運行仿真和查看結果
1．4．6 工程調試
第2章 操作界麵
2．1 整體界麵
2．2 菜單欄
2．2．1 File菜單
2．2．2 Edit菜單
2．2．3 View菜單
2．2．4 Compile菜單
2．2．5 Simulate菜單
2．2．6 Add菜單
2．2．7 Tools菜單
2．2．8 Layout菜單
2．2．9 Bookmarks菜單
2．2．10 Window菜單
2．2．11 Help菜單
2．3 工具欄
2．4 標簽區
2．5 命令窗口
2．6 MDI窗口
2．6．1 源文件窗口
2．6．2 波形窗口
2．6．3 列錶窗口
2．6．4 數據流窗口
2．6．5 屬性窗口
2．6．6 進程窗口
2．6．7 對象窗口
2．6．8 存儲器窗口
2．6．9 原理圖窗口
2．6．10 觀察窗口
2．7 界麵的設置
2．7．1 定製用戶界麵
2．7．2 設置界麵參數
第3章 工程和庫
3．1 ModelSim工程
3．1．1 刪除原有工程
3．1．2 開始一個新工程
3．1．3 工程標簽
3．1．4 工程編譯
3．1．5 仿真環境配置
3．1．6 工程文件組織
3．1．7 工程及文件屬性設置
實例3-1 工程文件管理
3．2 ModelSim庫
3．2．1 概述
3．2．2 庫的創建及管理
3．2．3 資源庫管理
3．2．4 導入FPGA的庫
3．2．5 本節實例
第4章 ModelSim對不同語言的仿真
4．1 VHDL仿真
4．1．1 VHDL文件編譯
4．1．2 VHDL設計優化
4．1．3 VHDL設計仿真
4．1．4 還原點和仿真恢復
4．1．5 TEXTIO的使用
實例4-1 VHDL設計的仿真全過程
4．2 Verilog仿真
4．2．1 Verilog文件編譯
4．2．2 Verilog設計優化
4．2．3 Verilog設計仿真
4．2．4 還原點和仿真恢復
4．2．5 單元庫
4．2．6 係統任務和係統函數
4．2．7 編譯指令
實例4-2 32位浮點乘法器的Verilog仿真過程
4．3 C調試
4．3．1 概述
4．3．2 C步進調試與調試設置
4．4 SystemC仿真
4．4．1 概述
4．4．2 SystemC文件的編譯和鏈接
4．4．3 設計仿真和調試
4．4．4 常見錯誤
4．5 混閤語言仿真
4．5．1 編譯過程與公共設計庫
4．5．2 映射數據類型
4．5．3 VHDL調用Verilog
4．5．4 Verilog調用VHDL
4．5．5 SystemC調用Verilog
4．5．6 Verilog調用SystemC
4．5．7 SystemC調用VHDL
4．5．8 VHDL調用SystemC
實例4-3 systemC與Verilog混閤仿真過程
第5章 利用ModelSim進行仿真分析
5．1 仿真概述
5．2 WLF文件和虛擬對象
5．2．1 保存仿真狀態
5．2．2 Dataset結構
5．2．3 Dataset管理
5．2．4 虛擬對象
5．3 利用波形編輯器産生激勵
5．3．1 創建波形
5．3．2 編輯波形
5．3．3 導齣激勵文件並使用
5．4 采用描述語言生成激勵
5．5 ModelSim波形分析
5．5．1 波形窗口和列錶窗口
5．5．2 時間標記
5．5．3 窗口的縮放
5．5．4 在窗口中搜索
5．5．5 窗口的格式編排
5．5．6 波形和列錶的保存
5．5．7 信號總綫
5．5．8 光標操作
5．5．9 其他功能
5．5．10 波形比較
5．6 存儲器的查看和操作
5．6．1 存儲器的查看
5．6．2 存儲數據的導齣
5．6．3 存儲器初始化
5．6．4 存儲器調試
5．7 數據流窗口的使用
5．7．1 概述
5．7．2 設計連通性分析
5．7．3 信號追蹤和查找
5．7．4 設置和保存打印
5．7．5 本節實例
5．8 原理圖窗口的使用
5．9 ModelSim的剖析工具
5．9．1 運行性能剖析和存儲器剖析
5．9．2 查看性能剖析結果
5．9．3 查看存儲器剖析報告
5．9．4 保存結果
5．10 覆蓋率檢測
5．10．1 啓用代碼覆蓋
5．10．2 覆蓋率的查看
5．10．3 覆蓋率檢測的過濾
5．10．4 覆蓋信息報告
5．11 信號探測
5．12 采用JobSpy控製批處理仿真
5．12．1 JobSpy功能與流程
5．12．2 運行JobSpy
5．13 綜閤實例
實例5-1 三分頻時鍾的分析
實例5-2 同步FIFO的仿真分析
實例5-3 基2的SRT除法器的仿真分析
第6章 ModelSim的協同仿真
6．1 ModelSim與Debussy的協同仿真
6．1．1 Debussy工具介紹
6．1．2 Debussy配置方法
實例6-1 與Debussy的協同仿真
6．2 ModelSim與Matlab的協同仿真
實例6-2 與Matlab的協同仿真
實例6-3 與Simulink的協同仿真
實例6-4 使用cosimWizard進行協同仿真
第7章 ModelSim對不同公司器件的後仿真
7．1 ModelSim對Altera器件的後仿真
7．1．1 QuartusⅡ簡介
7．1．2 後仿真流程
實例7-1 直接采用QuartusⅡ調用ModelSim進行仿真
實例7-2 先用QuartusⅡ創建工程，再用ModelSim進行時序仿真
7．2 ModelSim對Xilinx器件的後仿真
7．2．1 ISE簡介
7．2．2 後仿真流程
實例7-3 用ISE對全加器進行時序仿真
實例7-4 用ISE直接調用ModelSim進行時序仿真
7．3 ModelSim對Lattice器件的後仿真
7．3．1 Diamond簡介
7．3．2 後仿真流程
實例7-5 用Diamond對全加器進行時序仿真
實例7-6 用Diamond完成布局繞綫，使用ModelSim進行時序仿真
7．4 ModelSim對Actel器件的後仿真
實例7-7 用Libero IDE調用ModelSim進行時序仿真
第8章 ModelSim的文件和腳本
8．1 SDF文件
8．1．1 SDF文件的指定和編譯
8．1．2 VHDL的SDF
8．1．3 Verilog的SDF
8．1．4 SDF文件信息
8．2 VCD文件
8．2．1 創建一個VCD文件
8．2．2 使用VCD作為激勵
8．2．3 VCD任務
8．2．4 端口驅動數據
8．3 Tcl和DO文件
8．3．1 Tcl命令
8．3．2 Tcl語法
8．3．3 ModelSim的Tcl時序命令
8．3．4 宏命令
8．3．5 本節實例

前言/序言

工程設計與分析係列：ModelSim電子係統分析及仿真（第2版）圖書簡介（不含原書內容） 【全新視角，深入探索電子係統設計與驗證的未來趨勢】 在當前高速迭代的電子工程領域，從概念設計到最終實現，驗證的嚴謹性與效率已成為決定項目成敗的關鍵要素。傳統的硬件原型驗證流程耗時且成本高昂，使得基於軟件的仿真技術——特彆是專業的電子係統級仿真工具——成為瞭現代電子設計流程中不可或缺的核心環節。 本書聚焦於電子係統分析與仿真的前沿實踐與理論基礎，旨在為電子工程師、係統架構師以及相關專業的學生提供一個全麵、深入且具有高度實戰指導意義的學習資源。盡管我們不涉及特定商業軟件（如ModelSim）的具體操作細節，但本書將構建起一套普適於所有先進仿真平颱的方法論、核心算法和係統級分析框架，確保讀者能夠掌握電子係統仿真領域的通用技能，並能快速適應任何新的或升級的仿真工具。 第一部分：現代電子係統仿真理論與基礎架構 本部分將係統梳理電子係統仿真的理論基石，為後續深入分析打下堅實的基礎。 第一章：電子係統建模的範式轉換 本章探討電子係統從原理圖級、行為級到係統級的建模演進過程。重點分析不同抽象層次（Abstraction Levels）的優勢與局限性，特彆是如何在高層次上捕捉關鍵的係統行為，同時避免底層細節的冗餘計算。討論混閤信號係統建模的挑戰，包括數字、模擬、和通信模塊如何在一個統一的仿真環境中協同工作。引入基於事件驅動（Event-Driven）和基於時間步進（Time-Stepping）兩種仿真內核的基本機製，對比其在不同電路拓撲中的適用性。 第二章：驗證環境的構建與標準 成功的仿真依賴於健壯的驗證環境。本章將詳細介紹構建高質量仿真測試平颱所需的關鍵要素。內容包括： 1. 激勵源的設計：如何生成具有統計學意義和覆蓋率的激勵信號，區分測試嚮量（Test Vectors）與隨機激勵生成（Random Stimulus Generation）。 2. 參考模型（Reference Models）的開發：講解如何使用高級語言（如C/C++或SystemC）快速實現高精度的參考模型，用於與硬件描述語言（HDL）模型進行功能對比驗證。 3. 驗證平颱架構：探討現代驗證方法學，如反嚮激勵（Transactors）的設計與應用，以及如何構建可復用、易於擴展的驗證IP（VIP）框架。 第三章：仿真性能優化與數學基礎 係統級仿真，尤其是對大型復雜係統的仿真，對計算資源要求極高。本章深入挖掘支撐高性能仿真的底層數學和算法。討論稀疏矩陣求解器在電路仿真中的應用、收斂性分析的理論依據，以及如何處理仿真實踐中常見的剛性方程組（Stiffness）問題。此外，本章還將介紹分布式仿真（Distributed Simulation）的基本原理，探討如何利用多核處理器和集群環境加速仿真過程，包括負載均衡和通信開銷的最小化策略。 第二部分：特定領域的高級分析技術 本部分將仿真技術應用於電子工程中幾個關鍵且復雜的子係統，展示如何通過仿真來預測係統性能和可靠性。 第四章：數字電路邏輯驗證與覆蓋率度量 聚焦於數字電路仿真的核心——邏輯覆蓋率。本章詳細區分語句覆蓋（Statement Coverage）、分支覆蓋（Branch Coverage）、條件覆蓋（Condition Coverage）以及有限狀態機（FSM）覆蓋等高級度量標準。講解如何利用形式化驗證（Formal Verification）技術輔助傳統仿真，特彆是在設計初始化（Reset Scenarios）和異常處理路徑的驗證上。介紹斷言驅動驗證（Assertion-Based Verification, ABV）的編寫規範和其實時檢查機製。 第五章：電源完整性（PI）與信號完整性（SI）的仿真分析 電源和信號的質量直接影響係統性能。本章側重於跨域分析： 1. 電源噪聲分析：討論如何建立準確的降頻模型（Decoupling Capacitor Modeling）和片上電源網絡（PDN）的阻抗分析。介紹瞬態電流抽取（Transient Current Extraction）方法及其在仿真中的應用。 2. 串擾與傳輸綫效應：探討時域反射、眼圖分析（Eye Diagram Analysis）的仿真設置，以及如何利用S參數（S-Parameters）或Touchstone模型在係統級仿真中準確錶徵PCB走綫和連接器的損耗與耦閤效應。 第六章：混閤模式與係統級建模（TLM） 現代SoC/FPGA設計通常包含大量定製化的IP核和標準總綫接口。本章重點介紹事務級建模（Transaction Level Modeling, TLM）。講解如何使用TLM來抽象掉時鍾周期級的細節，轉而關注數據包的傳輸效率和協議遵從性。深入分析TLM 2.0標準的核心概念，包括延遲綁定（Timing Annotation）和接口分離，使得係統架構師能在芯片製造前夕，對軟件與硬件的協同工作進行高效驗證。 第三部分：仿真結果的解讀、調試與未來展望 有效的仿真不僅在於運行得快，更在於能否從中提取有價值的信息。 第七章：高效調試與波形分析的藝術 本章提供瞭一套係統化的調試流程，而非簡單的工具操作指南。討論如何利用波形可視化技術識彆設計錯誤，包括相位關係錯誤、時序違約（Setup/Hold Violations）和不必要的邏輯轉換。介紹自動迴歸（Regression）測試集的管理方法，以及如何通過定製化的報告生成器，將數百萬次的仿真數據轉化為可決策的工程指標。 第八章：麵嚮特定目標的仿真與新興趨勢 本章展望瞭仿真領域的技術前沿： 1. 功耗與熱分析的集成：討論如何將電路仿真結果（如動態電流消耗）與熱模型（Thermal Models）耦閤，進行功耗熱協同仿真，評估係統在長期工作下的溫度裕度。 2. 麵嚮AI/ML的加速：探討使用機器學習模型來預測仿真結果，從而大幅縮短迭代周期（Simulation Surrogate Modeling）。 3. 安全性和可靠性仿真：簡要介紹如何對潛在的瞬態事件（如ESD/EOS）進行建模，以及設計對電磁乾擾（EMI）的魯棒性分析。 本書最終目標是培養工程師對電子係統仿真“為什麼”和“如何構建”的深刻理解，使其具備獨立設計、實施和優化復雜電子係統驗證流程的能力，從而無論使用何種仿真工具，都能站在行業前沿，確保設計的正確性和領先性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排頗有些“教科書式”的嚴謹，章節之間的過渡非常平滑，基本上是按照從淺入深的邏輯層層遞進。初次接觸這類主題的讀者，沿著這條路徑走下來，應該能建立起一個較為完整的知識框架。然而，這種過於規範的結構也帶來瞭一個小小的副作用——缺乏驚喜。在閱讀的過程中，我總感覺自己是在跟著一份詳盡的“操作指南”走，而不是在與一位經驗豐富的導師進行一場思想的碰撞。我特彆關注瞭其中關於時序邏輯分析的部分，期待能看到對亞穩態（metastability）更深入、更具洞察力的剖析，以及如何通過更精妙的電路設計來規避這些潛在的隱患。但書裏對這塊內容的描述，更多是停留在“是什麼”和“怎麼做”的層麵，對背後的物理原理和設計哲學挖掘得不夠透徹。這使得這本書更像是一本閤格的參考手冊，而非能激發讀者創新思維的啓發之作。也許是篇幅的限製，很多精彩的細節被略過瞭，留下瞭不少“意猶未盡”的感覺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常平實，作者的語言組織簡潔明瞭，沒有過多華麗的辭藻，力求用最直接的方式傳達技術概念。對於理工科背景的讀者來說，這種“直給式”的錶達方式是高效的。我特彆欣賞它在對關鍵公式進行推導時所錶現齣的耐心和清晰度。不過，這種追求簡潔的傾嚮有時也導緻瞭一些概念的邊界模糊。例如，在討論係統誤差模型構建時，不同誤差源之間的耦閤效應處理，書中隻是簡單地將它們綫性疊加，而對在實際高頻設計中更為常見的非綫性相互作用著墨不多。這使得書中呈現的分析模型，在麵對極高精度要求的應用場景時，顯得有些力不從心地。我個人期待這本書能提供一個更具光譜性的視角，既能服務於初級入門，也能為專業人士提供更深層次的建模工具箱，而不是將分析能力限定在一個相對“理想化”的框架之內。

評分☆☆☆☆☆

光盤裏附帶的資源是這本書的一大賣點，我立刻安裝瞭附贈的配套軟件和示例文件。資源包的組織顯得相當有序，各種測試平颱和參考電路的源代碼清晰地分門彆類。這點我非常贊賞，畢竟在電子係統分析領域，動手實踐是檢驗真理的唯一標準。然而，在實際運行這些示例文件時，我遇到瞭一些小小的兼容性問題。例如，某些腳本代碼似乎是基於較舊版本的仿真環境編寫的，在我的最新係統上運行時需要手動修改一些參數路徑，這無疑打斷瞭流暢的學習體驗。另外，示例代碼的注釋量偏少，對於那些習慣於通過閱讀代碼來理解底層工作機製的資深用戶來說，這無疑增加瞭理解的門檻。我希望作者能在後續的修訂中，不僅更新軟件版本，更能對那些關鍵的、非直觀的代碼塊進行更詳盡的解釋，真正做到讓光盤資源成為學習的加速器，而非另一個需要“排雷”的戰場。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，那種深邃的藍色調，配上簡潔有力的標題字體，立刻讓人感到專業和嚴謹。我拿到書的時候，首先被它的裝幀質量所吸引，紙張的質感非常棒，拿在手裏沉甸甸的，一看就是用心製作的精品。不過，當我翻開內頁，期望能看到一些關於復雜係統建模的獨傢見解時，卻發現內容似乎更側重於基礎概念的羅列和軟件操作的步驟講解。這對於完全的新手來說或許是友好的，但對於已經有一定基礎，想要深入挖掘高級算法和優化技巧的工程師而言，可能會覺得深度稍顯不足。例如，在處理非綫性電路仿真時的收斂性問題探討上，書中給齣的解決方案顯得有些過於模闆化，缺乏針對實際工程中那些棘手的“疑難雜癥”提供更具創造性的思路。我個人更期待看到更多作者在實際項目中遇到的獨特挑戰，以及他們是如何運用創新性的思維去解決這些難題的案例分析。總而言之，作為一本工具書，它閤格，但在追求卓越的境界上，還留有一定的提升空間。

評分☆☆☆☆☆

作為一本麵嚮工程分析領域的書籍，我對它在實際項目中的普適性抱有很高的期望。它涵蓋瞭從基礎理論到具體工具應用的完整鏈條，理論與實踐的結閤度算是比較高的。但讓我略感遺憾的是，書中對於現代設計流程中的“跨學科協作”挑戰著墨甚少。例如，在描述硬件描述語言（HDL）仿真與係統級建模（如MATLAB/Simulink）之間的數據交互接口和潛在的瓶頸問題時，內容處理得較為薄弱。當代復雜的電子係統往往需要多領域專傢協同工作，如何確保不同模型間數據傳遞的完整性和效率，是工程師日常需要麵對的痛點。這本書似乎更專注於工具本身的使用技巧，而對如何將這些技巧融入到快速迭代、多方參與的大型項目管理和分析流程中，探討得不夠深入。這使得它更像是一本聚焦於“如何使用X工具”的指南，而非一部指導“如何在X領域進行高效分析”的戰略性著作。

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

雖然modelsim已經用瞭很長時間瞭，但是隻用瞭一部分功能，現在係統的學習一下，書內容比較通俗易懂，不錯

評分☆☆☆☆☆

總共買瞭4本書。送貨很及時，這沒得說。但有一本書的背脊兩頭都碰皺瞭。一直覺得京東對圖書、光盤的包裝不夠好，光盤盒容易有裂痕、圖書容易碰皺摺疊，需要改進啊

評分☆☆☆☆☆

好好學習，天天嚮上~~

評分☆☆☆☆☆

光盤裏麵的例子還是很有幫助的，書本的講解比較詳細

評分☆☆☆☆☆

好好學習，天天嚮上~~

評分☆☆☆☆☆

這本書感覺對學習這個軟件作用並不大……

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

基礎知識介紹，初學者適用