おびやまロボット研究所　～マイコン電子工作と自作ドローン～

Icarus verilogについて

無償で使えるVerilogシミュレータはいくつかあります．私が試したもののうち操作が簡単で動作が軽かったIcarus verilogを説明を行います．
以下の手順でIcarus verilogをインストールしてください．
①Icarus Verilogのサイトにアクセス
http://bleyer.org/icarus/
②この中の最新版をダウンロードしてインストール．
http://bleyer.org/icarus/iverilog-v11-20190809-x64_setup.exe
途中で出てくるチェックは2つとも入れるます．
この時波形表示ツールのGTKWaveも同時にインストールされ，パスの設定も必要です．
C:\iverilog
にインストールされるように．

③windowsの検索からcmdと入力してコマンドプロンプトを表示．
④ コマンドプロンプトから
iverilog　
と入力すると正しくインストールされてパスが通っていれば※注以下のようなメッセージが表示される．ソースファイルを入れればコンパイルできる．
⑤次に，コマンドプロンプトから
gtkwave
と入力すると波形表示のウィンドウが開く．
これでツールのインストールは完了．
GKTWwaveのウィンドウは右上の×印で閉じておく．

※注：　pathが通ってない時は，以下2つのpathを通す．
C:\iverilog\bin
C:\iverilog\gtkwave\bin
スタートメニューから W→「Windowsシステムツール」→「コントロールパネル」を選ぶ→ 「ユーザーアカウント」アイコンを開く
→左の列の一番下「環境変数の変更」を開く　→ユーザー環境変数のPathを選び編集→　新規を押してPathを入力してOK
（いろいろ方法はあるので「windows10 pathを通す」検索でしてみてください）

続いて，簡単なディジタル回路をテキストエディタで記述して，コンパイル，波形の表示までを行ってみる．

① 作業用フォルダを作成して移動する．
コマンドプロンプトから，
mkdir c:\iverilogwork
と入力．ここで iverilogwork は作業用のフォルダ名．
続いて以下の入力をして作業用フォルダに移動する．
cd c:\iverilogwork

② メモ帳などで右記の通り入力してテキストファイルを作成する．これは２入力（aとb）1出力（c）のAND回路である．ファイル名は
gand.v
としてCドライブ直下のiverilogworkのフォルダ内に保存する．
拡張子は.vでなければならない．拡張子を表示する設定にして後ろに.txtがつかないように確認すること．
（コマンドラインから直接ファイルを作成しても構いません）

ファイル名：　gand.v
－－－－－－－－－－－ここから－－－－－－－－－－－
module gand(a,b,c);
input a,b;
output c;
assign c=a&b;
endmodule
－－－－－－－－－－－ここまで－－－－－－－－－－－

③次の通り入力してテキストファイルを作成する．ファイル名は
gand_tp.v
とする．同様に，iverilogworkのフォルダ内に保存する．

※補足説明
gand.vにかかれた回路をテストするための回路です．
AND回路を呼び出して，a,bにSTEPに定義された時間経過毎に０や１の値を与えて，時間，a,b,cの状態を出力するように記述されています．

ファイル名：　gand_tp.v
－－－－－－－－－－－ここから－－－－－－－－－－－
`timescale 1ns/1ns

module gand_tp;
reg a,b;
wire c;
parameter STEP = 100;
gand gand(a,b,c);

initial begin
$dumpfile("gand_tp.vcd");
$dumpvars(0,gand_tp);
a=1'b0; b=1'b0;
#STEP a=1'b0; b=1'b1;
#STEP a=1'b1; b=1'b0;
#STEP a=1'b1; b=1'b1;
#STEP a=1'b0; b=1'b0;
#STEP $finish;
end
initial $monitor($stime, "a=%b b=%b c=%b", a,b,c);
endmodule
－－－－－－－－－－－ここまで－－－－－－－－－－－

④コマンドプロンプトから
iverilog -o gand_tp.o gand.v gand_tp.v
と入力してコンパイル．エラーが無ければコマンドプロンプトに戻る．エラーがあったらテキストファイルを修正する．

⑤　コマンドプロンプトから
vvp gand_tp.o
と入力するとシミュレーションを実行．結果がコマンドラインに出力されると同時に，拡張子.vcdのファイルに出力される．

※補足説明
gand_tp.vの中の$monitor(…)にかかれたフォーマットで結果が出力される.
$dumpfile,$dumpvars の記述で.vcdファイルが作られる．
波形のみ表示で良ければ，$dumpfile,$dumpvarsの記述だけで，$monitorの記述は省略してよい．
結果表示だけでよければ，$dumpfile,$dumpvarsの記述は不要．



⑥コマンドプロンプトから
gtkwave gand_tp.vcd
と入力するとGTKWaveが開く．左側のgand_tpの横の＋を押すと下の欄に信号名が表示される．

⑦信号名を選んでAppendボタンを押す．ひとつづつ選んでもよいしShiftキーを押しながらまとめて選んでAppendしてもよい．

⑧虫眼鏡ボタン（－）を何度か押すと下図のように信号の変化が表示される．AとbのANDがcに出力されているのが確認できる．