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iVerilog Assistant是一个轻量级工具，用于辅助各位朋友使用iVerilog进行仿真。本程序的定位是一个适合初学者、爱好者使用，适合小型项目构建和仿真验证的小助手，而不是做一套IDE或者一个功能复杂的Editor。小助手初版写于2019年，是实验室FPGA课程的培训计划的一部分。这个软件使用两个学期下来发现不少问题，第二个版本在2020年底开发完，然后丢到这个仓库里面。期间也有很多朋友使用过这个软件，大部分都对操作逻辑有一些意见，在使用的过程中也发现一些功能上的Bug。2021年因为个人身体问题和学习安排，项目停更一年，直到2022年才重新开始对小助手收到的反馈做进一步修改。由于我不是专门从事软件开发的，只学习过一些简单的C#编程，以及玩过一点点ACM的底子，小助手在编写的过程中基本是现学现卖，很多设想功能因为自己能力没办法实现，也挖个坑给自己以后填吧。
小助手的版本是[年份]+一个[字母]，小助手若有重大更新（添加了什么喜大普奔的功能、Bug太多了推倒重构之类的），则会使用当年的年份作为版本号，否则将版本字母按照ASCII序号加一。
小助手目前正在尝试增加插件库，支持从iVerilog Assistant工程导出至intel Quartus、Vivado工程，支持TCL脚本管理和生成。在下一个版本中将加入对FPGA开发板管理，包括图形化和自动化的管脚分配、约束文件或TCL的生成。针对目前反馈的问题对模板和文档管理功能做出一定调整。
我与@alainchen大神在图形化界面和软件理念上做了一些讨论，其团队开发的“基于QT开发的可视化FPGA-EDA软件”拥有比iVerilog Assistant更为先进的设计思想。我也在向alainchen不断学习、请教，期望在易用性和理念上更进一步。
目前仓库的目录结构如下：
-iVerilogAssistant\
|-packed\
| |-...
|-latest\
| |-assistant.exe
| |-verison
|-demo_prj\
| |-...
|-vs_project\
| |-...
| 目录 | 说明 |
|---|---|
| packed | 打包好的小助手，安装就能用 |
| latest | 最新的小助手主程序和版本说明（仅供自动更新使用，请勿手动下载） |
| demo_prj | 一个测试的demo，实现二进制转BCD |
| vs_project | 小助手的VS工程，包含源代码（写的很垃圾求安慰🥺） |
从2022a开始，小助手发布的都会用一个7z自解压文件。各位使用的朋友需要注意🎉🎉🎉🎉：
小助手的安装路径和工程路径内不应包含中文和空格！
小助手的安装路径和工程路径内不应包含中文和空格！
小助手的安装路径和工程路径内不应包含中文和空格！
如果在使用过程中出现没有办法编译或者是仿真的情况，请检查安装路径是否有问题😡😡😡。这里推荐大家解压路径选择C盘根目录，解压完成后将assistant.exe添加一个快捷方式到桌面或者是开始菜单都可以~😀
小助手能正常运行，那么打开的主界面如下图所示。如果不一样那就凉了啊😔
😍😍😍😍在小助手中，双击文件树可以打开相应的文件，双击project可以打开工程路径，双击source、testbech、document同样可以打开相应路径。
要让小助手能够正常工作，首先需要进行必要的配置。
首先设置用户名可以让生成的文件包含尊贵大名。小助手默认的编辑器是notepad，就是系统自带的记事本（因为总得有一个东西要打开代码）。小助手不集成编辑器的原因是每一个人都有自己写代码的习惯，相应的编辑器也有足够丰富的插件支撑快速编码。无论使用任何编辑器，都需要在此处配置路径。小助手内集成一套预编译的iverilog、GTKWave程序，默认参数Internal将使用内部所带的编译器和波形查看器，否则请指定外部编译器（例如自己编译的最新iverilog程序），并且指定的外部仿真器必须包含iverilog、vvp和GTKWave。
点击Open/New按钮，选择New Project选项，填上工程名和路径，然后OK就可以了。
点击New Files按钮，弹出添加文件对话框。
在该对话框内可以添加三种文件：verilog源代码、verilog测试脚本、说明文档（支持text、markdown、latex）。该对话框包含一个端口编辑器，可以在新建文件的时候就加上一些端口之类的，同时可以指定文件模板。右侧是一个代码预览，可以看看自动生成了什么东西。
此处添加一个名字为“haha.v"的源码文件。
这里有几个设置的参数，对照右边生成的代码就明白了。
此处添加一个叫”test.v"的测试文件**。注意测试文件的模块名程序不允许修改，默认是文件名加"_tb"。另外请不要更改vcd文件的名字，否则会找不到vcd文件弹不出波形！**（高手随意😀）
仿真之前请先指定【顶层模块】，和【测试代码】
😡😡😡注意，一个工程里面至少需要有一个源代码和一个测试代码！！
点击编译按钮，不出意外可以看到弹出绿字大黑窗（控制台），如果有报错信息，那么需要一条一条耐心修正，不断重新编译。如果编译成功会产生vcd文件，同时也会打印testbench中所有通过$display，$write的内容。
点击仿真按钮，如果选择产生vcd文件，可以看到弹出GTKWave，在GTKWave中可以观察相应信号的波形。
使用的朋友可以自定义模板，包括指定一些注释信息，时间、日期、文件名、作者等。小助手提供的模板编辑器目前支持以下几种MASK，在完成文件添加的时候，MASK会被替换为具有实际意义的文字。
| MASK | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| &file& | 将被替换为此文件名 | led.v |
| &author& | 将被替换为作者名（作者名可以设置） | Sun Zhenyu |
| &date& | 将被替换为年月日 | 2022 - 02 - 05 |
| &port& | 将被替换为端口编辑器生成的端口 | / |
| &module_name& | 将被替换为模块名 | led |
| &tb_cfg& | 将被替换为testbech配置文件 | / |
建立模板的时候可以在任意位置插入MASK，这意味着，如果MASK对应的字符与实际意义存在冲突（例如&date&在上下文中是女盆友的名字👩），程序将无法按照设想保留这些字符（会被替换为当天时间日期）。
小助手不可避免的会出现抽风问题，可能会导致工程文件损坏无法打开，因此下面详细阐述小助手所依赖的文件构成。
配置文件位于assistant.exe同目录下。默认的内容如下
username
User
editor_path
notepad.exe
iv_path
Internal
version
2022a
中第一行username是一个关键字，对应的用户名在第二行，在程序中小助手将读取第二行的字符串作为用户名。第三行为编辑器关键字，小助手将读取第四行作为双击打开的编辑器，iv_path是仿真器iverilog的路径，version是当前小助手的版本（版本号将影响升级检测）依此类推。目前配置相对比较简单，日后会逐渐增加配置项。
模板文件位于templates文件夹内。当调用模板时，会首先读取配置templates.ini，其默认内容如下
src
1
Default Source Template.v
tb
1
Default Testbench Template.v
latex
1
Default Document Template.tex
ss1.tex
md
1
Default Document Template.md
txt
1
Default Document Template.txt
配置文件首行是表明模板类型，第二行表明该类模板数量，此后每一行会放置一个模板文件名，相应每一类模板会放置在对应的文件夹中。如果希望手动增加模板或者重命名模板，需要修改这个文件。
工程文件的后缀名为ivprj，这个文件包含了当前工程下的源码、测试代码、文档、顶层、活动测试代码。
例如某个工程文件的内容如下：
test_project
src
4
a.v
b.v
c.v
d.v
tb
3
q.v
w.v
t.v
doc
1
hello.txt
top
c.v
active_tb
w.v
那么表明a.v、b.v、c.v、d.v是该工程的源码，且c.v是顶层。q.v、w.v、t.v是测试文件，其中活动的测试文件是w.v，工程包含一个hello.txt。由于小助手与编辑器是独立的，小助手崩溃不影响编辑器工作，因此可以继续完成代码，但是工程文件可能需要手动修复。注意，如果工程未指定顶层和活动测试文件，那么用英文的!代替文件名，例如
top
!
active_tb
！
劳烦在issue或者评论指出崩溃的情况🙏🙏🙏🙏。大部分时候重新下一个新的小助手覆盖原先配置就可以工作了。
该工程位于demo_prj目录下，可以直接下载下来测一下看看。这里演示一下工程是怎么搭建的。
✨STEP 1
选择一个合适的位置放工程。
✨STEP 2
这里我们需要实现一个二进制转BCD码，博主思来想去辗转反侧寝食难安，决定使用加三法，因此需要建立一个加法器。加法器是一个纯组合逻辑电路，点击新建文件建立一个源码文件add3.v，填写输入和输出端口。
有了加法器，我们需要对加法器进行组合才能输出一个完成转BCD码的操作，因此新建一个文件bin2bcd.v。
注意这里的位宽输入是8位二进制，输出最多BCD码位宽是12位。添加完源码文件以后，目录树应该是这个样子的。
✨STEP 3
双击里面的add3.v，填上以下代码：
`timescale 1ns/1ps
/*
@ File : add3.v
@ Author : User
@ Data : 2022-02 -10
@ Version :
@ Brief :
*/
module add3(
input [3:0] in,
output [3:0] out
);
reg [3:0] out;
always @(*) begin
case(in)
4'b0000: out = 4'b0000; // 0
4'b0001: out = 4'b0001; // 1
4'b0010: out = 4'b0010; // 2
4'b0011: out = 4'b0011; // 3
4'b0100: out = 4'b0100; // 4
4'b0101: out = 4'b1000; // 5
4'b0110: out = 4'b1001; //6
4'b0111: out = 4'b1010; //7
4'b1000: out = 4'b1011; //8
4'b1001: out = 4'b1100; //9
default: out = 4'b0000; //others, impossible
endcase
end
endmodule
双击bin2bcd.v，填上以下代码
`timescale 1ns/1ps
/*
@ File : bin2bcd.v
@ Author : User
@ Data : 2022-02-10
@ Version :
@ Brief :
*/
module bin2bcd(
input [7:0] bin,
output [11:0] bcd
);
wire [3:0] add3_inst0_out;
wire [3:0] add3_inst1_out;
wire [3:0] add3_inst2_out;
wire [3:0] add3_inst3_out;
wire [3:0] add3_inst4_out;
wire [3:0] add3_inst5_out;
wire [3:0] add3_inst6_out;
assign bcd[11:8] = {2'b0,add3_inst5_out[3],add3_inst6_out[3]};
assign bcd[7:4] = {add3_inst6_out[2:0],add3_inst4_out[3]};
assign bcd[3:0] = {add3_inst4_out[2:0], bin[0]};
add3 add3_inst0
(
.in({1'b0,bin[7:5]}),
.out(add3_inst0_out)
);
add3 add3_inst1
(
.in({add3_inst0_out[2:0],bin[4]}),
.out(add3_inst1_out)
);
add3 add3_inst2
(
.in({add3_inst1_out[2:0],bin[3]}),
.out(add3_inst2_out)
);
add3 add3_inst3
(
.in({add3_inst2_out[2:0],bin[2]}),
.out(add3_inst3_out)
);
add3 add3_inst4
(
.in({add3_inst3_out[2:0],bin[1]}),
.out(add3_inst4_out)
);
add3 add3_inst5
(
.in({1'b0,add3_inst0_out[3],add3_inst1_out[3],add3_inst2_out[3]}),
.out(add3_inst5_out)
);
add3 add3_inst6
(
.in({add3_inst5_out[2:0],add3_inst3_out[3]}),
.out(add3_inst6_out)
);
endmodule
✨STEP 4
保存以后接下来新建测试文件。
默认测试文件会生成一些时钟和复位信号，因为我们测试的是纯组合逻辑，在生成的代码中我们把这些东西删掉。
`timescale 1ns/1ps
/*
@ File : test.v
@ Author : User
@ Data : 2022-02-10
@ Version :
@ Brief :
*/
module test_tb();
//************************Do Not Remove************************//
initial begin
$dumpfile("test_tb.vcd");
$dumpvars();
end
//*************************************************************//
reg[8:0] i;
reg [11:0] bcd;
wire [11:0] test_output;
reg [3:0] error_count;
bin2bcd bin2bcd_inst(
.bin(i[7:0]),
.bcd(test_output)
);
initial begin
error_count = 0;
for(i = 0;i <= 255; i = i + 1) begin
bcd[3:0] = i % 10;
bcd[7:4] = (i / 10) % 10;
bcd[11:8] = (i / 100) % 10;
#10;
if(test_output != bcd) begin
error_count = error_count + 1;
$display("integer %d : hdl output [%d %d %d], correct [%d %d %d]\n",
i,
test_output[11:8], test_output[7:4], test_output[3:0],
bcd[11:8], bcd[7:4], bcd[3:0]
);
end
end
if(error_count == 0)
$display("Test pass!\n");
else
$display("%d error occurred while testing hdl module\b");
$finish();
end
endmodule
✨STEP 5
现在在bin2bcd.v上右键，设置bin2bcd为顶层，在test.v上右键设置test.v为活动测试代码。
✨STEP 6
点击编译，如果安装路径、编译器路径设置正常的话就应该能够输出结果。否则请检查一下安装路径或者是工程路径中是否有空格、中文字符。
点击仿真按钮可以看到弹出GTKWave，说明仿真可以工作。
⚠快速例化功能是2025版本新加的，如果使用2022版本的朋友获得这个功能，需要按照如下步骤进行操作：
在需要被例化的文件例如add3.v上右键，选择Copy Instance，此时模块的例化模板被自动拷贝到剪切板上。
add3 inst_name(
.in ( ), // Direction: In , Width: [3:0]
.out ( ) // Direction: Out , Width: [3:0]
);
这个例化模板给出了该模块的端口名称、方向、位宽，此时只需要修改inst_name，在端口后面连线即可。当然，这个模板还是比较简单的，复杂的情形见下面这个演示。
这是一个比较复杂的情形，有些朋友喜欢将很多模块写到同一个源文件内，这时候需要人为指定需要例化的模块。例如在同一个文件下包含三个模块：
`timescale 1ns/1ps
/*
@ File : inst_test.v
@ Author : User
@ Date : 2025 - 02 - 12
@ Version :
@ Brief :
*/
module inst_test_1
#(
parameter param1 = 12345,
parameter param3 = 24'h3ff,
parameter param4 = 24'd100,
parameter param5 = 8'b0001_1111
)
(
input a,
input [15:0] b,
output c,
output [31:0] d,
output reg [7:0] e,
inout f,
inout [63:0] g
);
endmodule
module inst_test_2
#(
parameter param1 = 12345,
parameter param3 = 24'h3ff,
parameter param4 = 24'd100,
parameter param5 = 8'b0001_1111
)
(
input a,
input [15:0] b,
output c,
output [31:0] d,
output reg [7:0] e,
inout f,
inout [63:0] g
);
endmodule
module inst_test_3
#(
parameter param1 = 12345,
parameter param3 = 24'h3ff,
parameter param4 = 24'd100,
parameter param5 = 8'b0001_1111
)
(
input a,
input [15:0] b,
output c,
output [31:0] d,
output reg [7:0] e,
inout f,
inout [63:0] g
);
endmodule
这三个模块是含有参数的，与例化简单模块类似，右键Copy Instance，此时调出例化窗口
在点击需要拷贝的模块，即可得到例化模板。
inst_test_1 #(
.param1 ( ), // Default: 12345
.param3 ( ), // Default: 24'd1023
.param4 ( ), // Default: 24'd100
.param5 ( ) // Default: 8'd31
) inst_name(
.a ( ), // Direction: In , Width: [0:0]
.b ( ), // Direction: In , Width: [15:0]
.c ( ), // Direction: Out , Width: [0:0]
.d ( ), // Direction: Out , Width: [31:0]
.e ( ), // Direction: Out , Width: [7:0]
.f ( ), // Direction: InOut, Width: [0:0]
.g ( ) // Direction: InOut, Width: [63:0]
);
这里，模块的参数、端口名称都将出现在例化模板上。
⚠有些设计中，端口的位宽是由parameter定义的，可以在外部进行修改，此时模板中给出的位宽实际上是该参数的默认值，因此不具有参考意义
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