1、Modelsim及FLI接口介绍
Modelsim是ModelTechnology（MentorGraphics的子公司）的HDL硬件描述语言仿真软件，可以实现VHDL,Verilog，以及VHDL-Verilog混合设计的仿真。
除此之外，Modelsim还能够与C语言一起实现对HDL设计文件的协同仿真。同时，相对于大多数的HDL仿真软件来说，Modelsim在仿真速度上也有明显优势。这些特点使Modelsim越来越受到EDA设计者、尤其是FPGA设计者的青睐。
Modelsim的FLI接口（即ForeignLanguageInteRFace）提供了C语言动态链接程序与仿真器的接口，可以通过C语言编程对设计文件进行辅助仿真。
2、协同仿真系统结构及意义
协同仿真就是利用仿真工具提供的外部接口，用其他程序设计语言（非HDL语言，等）编程，辅助仿真工具进行仿真。Modelsim提供了与C语言的协同仿真接口。以Windows平台为例，用户通过modelsim提供的C语言接口函数编程，生成动态链接库，由modelsim调用这些动态链接库进行辅助仿真（图1）。
图1协同仿真示意图
Modelsim与C语言协同仿真一是用于产生测试向量，避免手工编写测试向量的繁琐；二是可以根据程序计算结果自动检查仿真结果正确与否；三是模拟其他模块（如RAM）的功能，在系统级对设计文件仿真。实际中一般是把一和二结合在一起，用程序产生仿真向量，一方面输出给设计文件作为输入，另一方面由程序本身对该向量计算，把得到的结果与仿真器的输出结果比较，检查逻辑是否正确（图2）。至于模拟功能，现在已经有一些通用芯片的模拟程序，如denali可以模拟RAM的功能。另外，用户也可以利用modelsim提供的编程接口自己模拟一些芯片的行为，然后与设计文件连接到一起仿真。
图2语言测试程序对VHDL设计的协同仿真结构图
3、C语言对VHDL设计的协同仿真
3.1构成框图
仿真文件的构成如图3所示，包括HDL文件和动态链接库（即C程序）。图中C程序对应的VHDL文件要负责声明对应的动态连接库文件名及初始化函数，另外还可以给出一些调用参数。动态链接库中用到的输入输出信号也要在对应的VHDL文件中声明。
图3仿真文件构成示意图
例如，假定有一个DLL文件名为sim.dll,对应的初始化函数为sim_init，有输入信号in1，in2，输出信号out1，out2，可以这样编写对应的VHDL文件(sim.vhd)：
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
entitysimis
port(
in1:instd_logic;
in2:instd_logic;
out1:outstd_logic;
out2:outstd_logic;
);
endentitysim;
architecturedllofsimis
attributeforeign:string;
attributeforeignofdll:architectureissim_initsim.dll”
begin
end;
仿真时，仿真器对顶层的HDL文件进行仿真，并根据各VHDL文件的动态链接库声明来调用、执行相应的动态链接库。
3.2动态链接库的程序结构
modelsim在仿真时，根据VHDL文件的声明，调用DLL文件（如sim.dll）。在VHDL文件中已经给出了调用文件(sim.dll)和初始化函数名（如sim_init），modelsim根据这些信息，调用sim.dll中的sim_init函数，完成初始化工作。初始化包括：
1.初始化全局变量；
2.设置VHDL输入输出信号与C程序变量的对应关系；
3.设置输出信号的一些初始状态（mti_ScheduleDriver）；
4.设置在仿真器重新仿真（restart）和仿真器退出仿真（quit）等情况下执行的一些函数（mti_AddRestartCB和mti_AddQuitCB等），如释放动态申请的内存等等；
5.设置敏感表，给出在某些信号发生某些变化（如时钟上升沿等）时执行的函数。
6.等等。
下面结合3.1的例子（sim.vhd），给出C程序的设计步骤。
1.包含头文件，包括C程序常用的一些头文件和Modelsim给出的外部语言接口头文件mti.h。Modelsim给出的外部接口函数说明、类型定义等都在mti.h中。