【学习目标】
本章主要学习模拟验证的模型和算法问题,包括逻辑模拟算法和VHDL模拟算法。要求深入掌握逻辑模拟的概念、模型与算法,掌握VHDL模拟的基本思想,了解VHDL进程模拟算法与层次式模拟算法。
【学习指南】
在学习新知识的同时回顾第二章所介绍的硬件描述方法,对照算法的基本思想是如何从描述特点总结出来的,从而更深入地理解模拟技术,并能创造性地运用这些技术,达到学习目的。要首先了解逻辑模拟的概念。进而掌握逻辑模拟技术和VHDL模拟技术。在学习的时候,要把握内部模型及模拟方法的关系,另外对比逻辑模拟和VHDL模拟的共同点。读者应参照所举的例子,自己找几个例子,按照算法规定的步骤,把模拟过程走一遍,就可以较深入地体现模拟算法的本质。要注意算法如何体现电路动作的并行性,如何体现选择追踪思想。
【难重点】
1. 模拟验证概念与模拟过程
2. 逻辑模拟模型
3. 事件驱动模拟算法
4. 竞争冒险的概念与三值模拟算法
5. VHDL模拟模型
6. 进程模拟算法,进程执行顺序,WAIT语句的作用。
7. 层次式模型及其算法
【课前思考】
1. 为什么要对设计进行模拟验证?什么时候需要模拟验证?
2. 实现模拟验证的基本方法是什么?
3. 逻辑电路如何描述的?如何描述元件及其连接关系?模拟程序中的电路模型与中间表示格式有何区别?
4. 事件驱动模拟算法的基本思想和步骤是什么?如何体现电路运行的并行性?如何尽量减少无用的计算和重复的计算?
5. VHDL语言如何描述电路的结构和行为?在VHDL模拟器中如何建立其模型?
6. 如何理解进程的概念?进程的执行顺序如何?如何决定其顺序?WAIT语句起什么作用?
7. 并行行为与顺序行为如何区分?VHDL模拟器中如何分别实现并行行为和顺序行为?
8. VHDL模拟中如何实现层次化结构的描述?
【知识点】
3.1 模拟验证概述
3.1.1 设计自动化与模拟验证
3.1.2 模拟系统的基本组成
3.2 逻辑模拟算法
3.2.1 逻辑模拟内部电路模型
3.2.2 事件驱动模拟算法
1. 逻辑模拟基本思想
2. 事项处理表
3. 模拟过程
4. 事项处理冲突的处理
5. 惯性延迟冲突的处理
6. 模拟实例
3.2.3 三值模拟与竞争冒险检测
3.3 VHDL模拟
3.3.1 VHDL模拟系统的组成
3.3.2 VHDL内部模型
1. 纯行为的进程模型
2. 层次化结构模型
3.3.3 VHDL模拟算法
1. 基于进程的事件驱动算法
2. 层次化模型的模拟算法
3. 模拟主控算法描述
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