這學期的數電實驗與即將到來的數設均會大量使用VHDL。而Quatus作爲一款官方綁定的軟件並未提供有效的仿真手段。因此可能大家都是寫好後燒錄至CPLD上進行調試，調試週期長，而且很困難。

GHDL是一款開源自由的VHDL仿真軟件，通過編譯VHDL語言的源文件來生成一個文本文件，再對其進行解釋，達到仿真的目的。

使用Linux的同學可能會在軟件庫中找到ghdl，而Mac與Windows的同學可以點這裏來獲取。

仿真的準備活動

首先你需要一個vhdl的源代碼……其中包含着你想要實現的硬件。在這裏我們用一個4選1選擇器來作爲樣例。

[codebox 1]

我們需要對其進行測試與仿真。

硬件的一個entity就好像軟件中的一個函數/類，它還需要很多參數才能有確定的行爲。因此我們需要像給自己寫的函數庫寫測試一樣，給這個硬件寫一個用來測試它的構件（有沒有想到實驗室裏用來測試門芯片的那個箱子？）。

[codebox 2]

在寫測試的時候記得儘量將情況考慮周全，最好還能比較容易地判斷正確性。

開始仿真！

現在請確認

[codebox 3]

然後……ghdl要怎麼用呢？其實ghdl自帶生成一個簡單的Makefile的小工具。比如執行如下代碼：

[codebox 4]

就可以獲取一個簡單的Makefile了。Makefile也比較簡單，稍微看一下就能明白。緊接着，運行make以及make run就可以看到我們的仿真輸出了。

幾個Trick

首先，GHDLFLAGS必須要加上—ieee=synopsys選項才能使用library ieee裏面的內容。如果不想看到很多function “.*” is never referenced，可以加上—warn-no-unused。

其次，如果想限制仿真的運行時間，可以將Makefile中的GHDLRUNFLAGS變量加上—stop-time=time（如—stop-time=50ns）。

另外，如果你的系統有X server，你還可以輸出波形來進行檢查。查看波形需要使用gtkwave軟件，Linux與Mac的同學都可以在庫中方便地找到。想要生成波形，需要在GHDLRUNFLAGS中加上—vcd=filename。

吶吶，自從用上ghdl，從來沒燒過兩次CPLD。如果有問題請在下面提問。