第4讲数字系统的描述ppt课件

1、第四讲第四讲 数字系统的描画方法数字系统的描画方法 提纲提纲l系统的层次构造l对系统描画的要求l根本言语单元的特征l数字系统的特性：时序l数字系统的特性：信号值l数字系统的描画建模lVHDL程序的执行方式l数字系统的仿真l数字系统的综合l总结系统的层次构造系统的层次构造对系统描画的要求对系统描画的要求l系统的定义From Websters Dictionary：l System: “An assemblage of objects united by some form of regular interaction or dependencel数字系统有哪些方面需求我们描画l接口l功能：行为与

2、构造根本言语单元的特征根本言语单元的特征l描画应支持不同层次的笼统级别l言语中的根本描画单元必需通用于系统构造中的不同层次l根本描画单元应该支持被描画硬件的准确模拟和仿真l根本描画单元应在描画功能属性的同时，还应描画时序属性l针对物理实现ASIC，FPGA，根本描画单元应能支持生成对应的硬件部分lVLSI部件和根本描画单元存在对应关系根本言语单元的特征根本言语单元的特征l硬件描画应支持设计重用design re-use和设计的可移植l针对不同的芯片工艺进展移植l针对不同的价钱和性能要求进展移植l数字系统的特性是我们选择根本描画单元的主要根据l言语构造应该反映数字系统的特性的关键属性数字系统的特

3、性：时序数字系统的特性：时序l数字系统的本质是关于信号和信号取值l信号值在特定的时间点上发生变化，对应的言语描画中是事件event)，延迟delay, 并发concurrencyl特定信号上发生的事件event)按时间顺序陈列起来就构成了波形数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序l时序timing：在一个特定的时间点上计算事件能否发生。l不同信号上的事件发生是相互关联的，典型的例子是时序电路中的clock信号和其他信号的关系l时序timing 是同步电路和异步电路共有的属性数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序数字系统的特性：时序

4、数字系统的特性：信号值数字系统的特性：信号值lVHDL中采用逻辑值来表示信号的形状数字系统的特性：信号值数字系统的特性：信号值l多驱动源的共享信号取值l共享信号的值是如何确定的？l经过仲裁协议确定l经过“线或逻辑确定数字系统的描画建模数字系统的描画建模l我们描画了以下关键属性，这些属性通用于数字系统不同笼统层次l事件event，传输延迟delay，并发concurrencyl波形waveform和时序timingl信号值signal valuesl共享信号l硬件描画言语必需提供相关的架构来自然地描画一个硬件设计的上述属性l模拟器经过硬件描画来仿真实践的物理系统l综合器经过硬件描画来生成可以消费

5、的硬件定义VHDL程序的执行方式程序的执行方式VHDL程序具有以下两种执行方式仿真Simulation方式离散事件仿真对离散事件的计算原理的了解是调试VHDL程序的关键综合Synthesis方式硬件实现最终的电路由NAND，NOR等根本逻辑单元组成VHDL程序的执行方式程序的执行方式l仿真和综合是两个互补的过程数字系统的仿真数字系统的仿真l如前所述，数字系统是经过信号值的变化，即事件event的产生来描画的。l离散事件仿真的本质就是对事件的产生和排序进展管理l对事件处置进展正确的排序l对事件所引起的计算操作进展正确的排序数字系统的仿真数字系统的仿真数字系统的仿真数字系统的仿真数字系统的仿真数字

6、系统的仿真l对仿真时间管理的根据是事件的排序l仿真时间管理的两步模型：l根据输入信号上的事件，计算当前时间步遭到影响的全部模块的值；l对未来将要发生的事件进展整理和排序，将计算时间推进到下一时间步。数字系统的仿真数字系统的仿真数字系统的仿真数字系统的仿真lVHDL程序描画了数字系统中信号事件的产生和事件之间的相互关系l离散事件仿真器对事件序列的排序和事件步的推进进展管理l仿真的准确性和仿真所破费的时间之间的关系是：l更深化的细节更多的事件更好的仿真的准确性l减少细节事件的数量减少更快的仿真速度数字系统的综合数字系统的综合总结总结lVHDL是用来描画数字系统的，因此VHDL的言语构造是针对数字系统的一些关键属性的描画来设计的，这些属性包括：l事件events，延迟delays,并发性concurrencyl时序timing，波形wa