我正在一个同时进行驱动程序软件和FPGA开发的团队中工作。FPGA仿真是在Modelsim中完成的，而驱动程序软件则是用C语言编写的。为了最大程度地降低集成风险，我希望能够在将产品两半投入硬件之前对其进行建模。
我知道Modelsim支持一个测试平台，该平台可以让您以文本文件的形式提供刺激，并带有输入的时间和值。我想知道Modelsim是否具有一种模式，该模式可以让您将管道连接到外部应用程序（例如我们的驱动程序），并运行某种分布式模拟，其中软件可以将值推入测试台，然后稍后观察结果。
我无法使用文本文件输入完成的技巧是使产品的两半相互作用。我需要让软件将值“写入”到FPGA模拟器中，读取结果，然后将新值写入到FPGA中，这取决于读取的结果。文本文件要求输入独立于输出。
我已经在StackExchange和google上进行了搜索，但是我无法提供一组关键字来缩小搜索范围，从而无法确定我要寻找的行为，或者确定它不存在。
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摘要：在本文中，我们提出了一种通过外部程序控制ModelSim仿真的方法。ModelSim与外部程序之间的通信是通过使用命名管道（“ FIFOs”）来完成的，命名管道在每个应用程序中都显示为普通文件。使用FIFO与普通文件进行进程间通信（IPC）之间的主要区别在于，尝试写入FIFO的应用程序将暂停，直到另一个应用程序尝试从FIFO读取，反之亦然。这提高了IPC的可靠性。这种方法的主要优点是：1）由于仅使用通用文件操作，几乎可以使用任何编程语言编写外部应用程序；2）它使验证工程师能够以最少的重写来重复使用标准验证软件包；3）通过使多个被测设备（DUT）相互通信，可以创建更精确的最终系统仿真；和4）即使ModelSim的仿真引擎不是多线程的，也可以在单系统映像（SSI）群集或多处理器计算机上轻松提高整体仿真的性能。由于其针对行为VHDL的文件输入/输出（I / O）的实现，ModelSim无法直接读取或写入这些FIFO。使用ModelSim的外语接口（FLI）演示了解决此限制的方法。本文还显示了该方法的一个工作示例，该方法用于验证VHDL中的下一代浮点例程。具体来说，使用C ++编写的开源IEEE Compliance Checker软件包，
FIFO需要外部编程接口的问题在于，在数据可用之前，VHDL文件I / O无法正常处理阻塞。
不幸的是，该论文在网络上不可用。
模型Sim®外语接口版本5.6d，PDF 3.4 MB。
在Linux x86平台上使用ModelSim外语接口进行c – VHDL协同仿真和模拟器控制Andre Pool-fli@andrepool.com-版本1.5-创建于2012年11月，最后更新于2013年9月，PDF，320KB（从未提及FIFO） 。
在Linux x86平台（匹配的github代码存储库）上，使用ModelSim外语接口进行c – VHDL协同仿真和模拟器控制。
使用ghdl中的VHPI外部函数调用还有更多开放源代码： master·texane / vhdl·GitHub上的vhdl / src / sim / ghdlex_mein。
看起来像是Martin Strubel在GHDL_discuss列表上的更新：http : //www.section5.ch/downloads/ghdlex-0.051.tgz显示了fifo.c的日期为2014年4月14日。
根据定义，FLI会将您锁定到Modelsim，不确定其VHPI支持的状态（这是IEEE Std 1076-2008的一部分，VHDL LRM）。
通过提供速率缓冲，使用套接字或文件FIFO可使软件和硬件过程以不同的速率运行。如果您的软件系统的速度比硬件模拟的速度快几个数量级（通常是这样），则不一定总是如此。
我们正在努力为VHDL提供UNIX（POSIX）功能，请参见Public Domain VHDL软件包，其中包含指向早期论文SNUG的指针San Jose 2002 1用于VHDL测试平台的C / UNIX函数C / UNIX用于VHDL测试平台的函数以及一张幻灯片。在Unix管道和rsh上设置了其他注释。这显示了如何保持命名管道打开。所有的VHDL代码也可以下载。我认为这将是实现目标的最简单方法。
那么Modelsim固有的东西可以让您连接到管道吗？可能不是，在Windows下更是如此。能做到吗 是的，但这种方法并不适合胆小的人。您可以使一端或另一端死锁，或者可能都在等待数据可用性。
理论上，外部编程接口允许您为“管道”的一端或另一端生成子进程，这也意味着您可以使用共享内存模型在两端之间进行通信。
您可能想看看Cocotb。这是一个基于Python的协同仿真库，设计目标之一就是启用您描述的方法，轻松地仿真未修改的生产软件和RTL。
存储库中有一个示例，ping针对模拟运行未修改的命令，并提供了遍历代码的教程。
对于用户空间驱动程序，配置实用程序等，您可以选择两个选项来运行未经修改的软件：
如果对设备的访问归结为几个功能（例如，读取和写入调用），则可以链接到仿真库，该库在执行对仿真的访问时会阻塞。这对于配置非常有效。
如果您的软件使用内存映射的IO并取消引用指针来访问设备，则情况会变得更加复杂-您必须创建一个共享内存区域，并设置保护位并捕获访问。
如果使用网络，则可以使用TUN / TAP之类的虚拟接口（请参阅上面的教程），我怀疑USB传输或其他通用主机接口可能有类似的选项。
Cocotb可与各种模拟器和VHDL（通过VHPI）或Verilog / SystemVerilog设计（通过VPI）一起使用。不幸的是，Modelsim并没有实现VHPI，因此作为VHDL用户，您会被FLI所束缚，FLI几乎没有作为接口有用。您可以向Mentor抱怨，尝试说服他们实施行业标准接口，或者可以评估另一个支持VHPI的模拟器。
可悲的是，似乎工具供应商对VHDL市场并不特别感兴趣，从他们实现任何与VHDL相关的功能所需的时间来看...
免责声明：我是Cocotb开发人员。