可否使用GHDL+GTKWave代替Quartus ii

可否使用GHDL+GTKWave代替Quartus ii

• macOS High Sierra系统 10.13.6

目录

• 可否使用GHDL+GTKWave代替Quartus ii
  • 先给出答案
  • 为何须要替代
  • Windows下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii
  • Linux下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii
  • Mac下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii
    • 1、安装GHDL
    • 2、安装GTKWave
    • 3、GHDL配合GTKWave的使用
      • 1. 编写
      • 2. 编译
      • 3. 生成波形文件
    • 4、便捷的方法

先给出答案

能够替代一部分功能

• 若是你是一个学工科的学生，正在学习EDA。
  • 你也许还须要诸如“立创EDA”这样的设计软件辅助，由于大家可能还须要用原理图仿真
  • 麻烦的地方还有就是须要本身编写testbench，不能由波形文件直接生成，但我感受将来发展仍是有但愿有更便捷的图形仿真界面的
• 若是你只是想学习VHDL语言，那么GHDL+GTKWave其实也是能够的，GDHL相信也会愈来愈强大

为何须要替代

• Quartus ii 占空间大（Quartus ii：好几G；GHDL+GTKWave：40M左右)
• Quartus ii 下载须要破译
• Quartus ii 编译慢（相比于GHDL慢不少，用过的人都懂）
• Quartus ii 只能在Windows系统下运行

也有博主作过相关吐槽https://www.xuebuyuan.com/1786786.html

Windows下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii

https://www.bilibili.com/video/av77054717

Linux下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii

https://www.xuebuyuan.com/1786786.html

Mac下用GHDL+GTKWave代替Quartus ii

由于主要想要介绍的是Mac系统下的，其它两个系统给你们推荐一下教程就不赘述了。若是推荐的方法过期了，能够具体的能够看一下GHDL的官方文档https://ghdl.readthedocs.io/en/latest/。或者在底下留言，一同探讨。

1、安装GHDL

在macOS High Sierra系统 10.13.6下，我安装了GCC9.0.2_1后好像就自动有了GHDL。

我删除GCC后却依旧可使用GHDL，我不知道他是否是来自GCC更低的版本，或者是来自Xcode工具，亦或者是mac系统自带的。

为了解决这个疑惑，我去翻阅了GCC的官方文档，可是依旧未能解决疑惑。有正解的小伙伴能够在评论提供一下。我只能根据查到的一些蛛丝马迹估计是来自Xcode工具，若是你下载了Xcode并安装了GCC依旧没法使用GHDL的话。那么请看一下mcode的版本，也须要有GCC，安装也是很是方便，就是国内下载github上面的东西你们也懂的，好在文件不大。

咱们从GHDL官网提供的连接下载mcode版本的GHDL，https://github.com/ghdl/ghdl/releases/download/v0.37/ghdl-0.37-macosx-mcode.tgz。

其它系统能够看这里：

解压后随便存个地方，设置一下环境变量就可使用了。

设置环境变量能够修改~/.bash_profile，方法以下：

$ vim ~/.bash_profile

将下面这段文本添加进去，注意替换<解压文件存放的目录>和修改版本号：

PATH="<解压文件存放的目录>/ghdl-0.37-macosx-mcode/bin:${PATH}"
export PATH

让修改生效：

$ source ~/.bash_profile

因为以前已经安装GHDL了，我给新的GHDL起名ghdlm以作区分。若是操做成功，在命令行输入指令能够看到：

$ ghdlm # 新安装的
ghdlm:error: missing command, try ghdlm --help
$ ghdl # 以前的
ghdl: missing command, try ghdl --help

若是你在source那一步遇到问题，那重启电脑就行了。

2、安装GTKWave

$ brew cask install gtkwave

请不要忽略cask。

最后安装好的文件会在Application里，但咱们不须要主动打开它。

3、GHDL配合GTKWave的使用

咱们先作一个简单的样例，就好比半加器吧。

先编写咱们的vhd文件，咱们这里须要两个文件，若是学过Quartus ii的话应该会清楚，咱们须要一个vhd文件和一个波形文件。在这里，咱们将用另外一个vhd来代替波形文件。

1. 编写

首先，编写半加器的文件，命名为half_adder.vhd，命名是须要格外注意的问题：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity HALF_ADDER is
port(	
  A:	in std_logic;
	B:	in std_logic;
	CO:	out std_logic;
	SO:	out std_logic
);

end HALF_ADDER;

architecture behv of HALF_ADDER is
 
begin	
    SO <= A xor B;
    CO <= A and B;

end behv;

接着，编写半加器的testbench文件，命名为half_adder_tb.vhd，这可能须要掌握一些元件例化的知识：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity HALF_ADDER_TB is
end HALF_ADDER_TB;
  
architecture tbbehv of HALF_ADDER_TB is
  
  component HALF_ADDER
  	port(	
      A:	in std_logic;
      B:	in std_logic;
      CO:	out std_logic;
      SO:	out std_logic
    );
  end component;
  
 	signal A,B :std_logic := '0';
  signal CO,SO :std_logic;
  
begin	
  u1: HALF_ADDER port map(A,B,CO,SO);
  input: process
    begin
      A<='0';B<='0';
			wait for 20 ns;
      A<='0';B<='1';
      wait for 20 ns;
      A<='1';B<='0';
      wait for 20 ns;
      A<='1';B<='1';
      wait for 20 ns;
      wait;
    end process;
end tbbehv;

因为注释可能会报错，在此就不加了，可是学过元件例化应该不难理解，若是有困难能够百度“VHDL TESTBENCH”，有不少教程。

2. 编译

而后咱们须要先编译half_adder.vhd和half_adder_tb.vhd两个文件

$ ghdl -a half_adder.vhd
$ ghdl -a half_adder_tb.vhd

而后由half_adder_tb生成可执行文件

$ ghdl -e half_adder_tb

3. 生成波形文件

$ ghdl -r half_adder_tb --vcd=a.vcd

名字能够随便起，不必定是a.vcd，可是要有后缀名，为了GTKWave打得开。

咱们先修改一下.vcd文件的默认打开方式为GTKWave，之后就能够双击直接打开。

这时候就能够看到波形了（注意先点击half_adder_tb，再把左下角信号拖进Signals那一栏，而且用放大镜缩放视图到合适的位置）：

GTKWave的功能仍是很强大的，你们还能够摸索一下。

4、便捷的方法

不知道看到这一步以前是否就有被劝退的呢？

被麻烦的命令行操做，仍是复杂的testbench文件。

但其实我想说，既然是命令行操做，为何不用一个shell脚本或者一个python脚原本搞定呢？testbench也能够结合本身的使用习惯生成，或者输入波形来生成。

__--__--__--__--
____----____----

咱们来一个简约版的：

echo -e "\033[32m第一次使用会安装必备的依赖，请稍等片刻\033[0m";
info=`which ghdl`;

if [ -z "$info" ]; then
    echo -e "1";
else 
    echo -e "ghdl is installed";
fi
if [ ! -d "/Applications/gtkwave.app/" ]; then
    echo -e "installing gtkwave";
    brew cask install gtkwave;
else 
    echo -e "gtkwave is installed";
fi

if [ -z "$1" ]; then
    echo -e "gvhdl: missing command, try gvhdl --help"
elif [ -z "$2" ]; then
    ghdl -a "$1".vhd;
    ghdl -e "$1";
    ghdl -r "$1" --vcd=a.vcd;
    rm e~"$1".o;
    rm "$1".o;
    rm work-obj*;
    rm "$1".o;
else
    ghdl -a "$2".vhd;
    ghdl -a "$1".vhd;
    ghdl -e "$2";
    ghdl -r "$2" --vcd=a.vcd;
    rm e~"$2".o;
    rm "$2".o;
    rm "$2";
    rm "$1".o;
    rm work-obj*;
fi

因为版本可能不同，我在这里给个样例，你们参考便可。另外也没有编写生成testbench的部分，若是有感兴趣的，能够留评论哦。

之后我会在博客园多更一些与Mac系统使用相关的，和Web开发相关的，但愿能够和你们一块儿探讨学习。