Python 使用仿真框架cocotb 实现FPGA板卡仿真验证

Lightning-py2024-02-29 14:37

要使用 Python 结合仿真框架 Cocotb（Co-simulation COrner TestBench）实现 FPGA 板卡的仿真验证，您可以利用 Cocotb 提供的功能来编写测试台和仿真环境，与 Verilog/VHDL 设计进行交互并进行仿真验证。下面我将为您介绍一个简单的示例，演示如何使用 Cocotb 进行 FPGA 设计的仿真验证。

步骤概述

**编写 Verilog/VHDL 设计**：首先，您需要编写 FPGA 项目所需的 Verilog 或 VHDL 设计代码，包括顶层模块、IP 核等。
**编写 Cocotb 测试脚本**：使用 Python 结合 Cocotb 编写测试脚本，与 Verilog/VHDL 设计进行交互，并定义测试场景和预期结果。
**运行仿真**：运行 Cocotb 测试脚本，与仿真工具（如 ModelSim、VCS 等）集成进行仿真验证。

示例代码

下面是一个简单的示例代码，演示如何使用 Cocotb 编写测试脚本来与 Verilog 设计进行交互并进行仿真验证。Cocotb 测试脚本

import cocotb
from cocotb.triggers import RisingEdge
from cocotb.result import TestFailure
from model import top_module

@cocotb.coroutine
async def reset_dut(dut):
    dut.rst <= 1
    await RisingEdge(dut.clk)
    dut.rst <= 0

@cocotb.test
async def test_adder(dut):
    await reset_dut(dut)

    for i in range(4):
        dut.data_in <= i
        await RisingEdge(dut.clk)
        if int(dut.data_out) != i*2:
            raise TestFailure(f"Unexpected output value: {int(dut.data_out)}")

if __name__ == "__main__":
    top_module.run_test()

在上述示例中，我们定义了一个简单的测试脚本，包括重置 DUT、输入数据并检查输出值的测试场景。`model.py` 文件包含了顶层模块的 Verilog 代码，以供 Cocotb 使用。

运行仿真验证

安装 Cocotb 框架：pip install cocotb
编写 Verilog 设计代码，并保存为 `top_module.v`。
编写测试脚本和 Verilog 模型文件。
在终端中运行 Cocotb 测试脚本：cocotb-run top_module

通过上述步骤，您可以使用 Cocotb 框架实现 FPGA 设计的仿真验证。在测试脚本中，我们定义了测试场景并与 Verilog 设计进行交互，检查输出值是否符合预期。

Python 使用 仿真框架cocotb 实现FPGA板卡仿真验证

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