复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模与验证

摘要

数字逻辑系统是现代嵌入式系统中的重要组成部分,随着应用需求的不断增长,其复杂程度愈来愈高。在复杂数字逻辑系统设计过程中,高效的建模和验证有利于分工设计与专业化生产,确保系统设计的成功率,缩短设计周期,节省设计和生产成本。本文研究复杂数字逻辑系统可重构组件式建模与验证方法,并应用于一种数字家电微控制器设计。
　　主要工作和创新点如下:
　　1.提出了复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模和 XML描述方法。采用逻辑映射表和有限状态机分别建立组合逻辑和时序逻辑两类原子组件模型,利用结构化建模方法建立复合逻辑组件模型,并定义了相应的XML表格化描述规范,为复杂数字逻辑系统提供一种规范的高抽象层次建模方法。
　　2.设计了一种层次化组件式复杂数字逻辑系统验证过程。利用有效性验证、原型功能仿真验证、HDL验证和 FPGA在线验证方法对系统模型进行逐层验证,跟踪设计全过程,验证模型的有效性,以确保模型能够真实地反映设计者的建模意图,并尽早检测出一些会导致建模失败的设计错误,为复杂数字逻辑系统提供一种效率更高的验证途径。
　　3.搭建了一个复杂数字逻辑系统的组件式建模与验证平台XModel。该平台提供数字逻辑组件模型文件的编辑功能,实现对数字逻辑组件的有效性验证和原型功能仿真,并自动将XML描述综合成为Verilog HDL描述,以便EDA工具进一步进行功能和时序仿真,进而对其进行FPGA在线验证。
　　为检验上述方法,设计了一个数字家电微控制器,采用组件式建模方法对其进行建模,用XML对其进行描述,通过XModel验证该微控制器设计的正确性和可行性。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 创新点分析

1.4 论文的研究内容及结构安排

1.5 本章小结

第二章 复杂数字逻辑组件式建模与XML描述

2.1 复杂数字逻辑组件式建模

2.2 复杂数字逻辑组件的XML描述规范

2.3 复杂数字逻辑组件的XML描述实例

2.4 本章小结

第三章 复杂数字系统的多级组件验证与综合

3.1 复杂数字逻辑组件的展开以及相关算法

3.2 复杂数字逻辑组件的有效性验证

3.3 复杂数字逻辑组件的原型功能仿真

3.4 复杂数字逻辑组件的XML综合和HDL仿真

3.5 复杂数字逻辑组件的FPGA在线验证

3.6 本章小结

第四章 复杂数字逻辑系统的建模与验证环境XModel

4.1 XModel系统组成和功能

4.2 XModel系统设计

4.3 XModel系统实施

4.4 本章小结

第五章 数字家电微控制器的设计

5.1 数字家电微控制器体系结构

5.2 数字家电微控制器建模

5.3 数字家电微控制器仿真验证

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间参与的科研项目与公开发表的论文