基于ABEL语言的可编程逻辑器件仿真研究

基于ABEL语言的可编程逻辑器件仿真研究

论文摘要

随着信息技术的发展,作为传统实验教学的一种有效补充,虚拟实验教学已成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段。目前虚拟实验室的构建通常采用基于虚拟器件的方法,但这种方法在对逻辑功能不确定器件进行仿真时存在着器件功能模型无法建立的问题。将电路模拟技术引入虚拟教学实验系统,能够有效地解决可编程逻辑器件这类功能可定制器件的仿真。在深入分析虚拟实验教学系统的组织形式与结构以及传统实验环境下可编程逻辑器件的开发流程之后,根据可编程逻辑器件实验的特点,给出了基于电路模拟技术的可编程逻辑器件仿真方法。该方法采用对用户设计的电路进行建模,然后通过模拟电路的执行方式达到对可编程逻辑器件仿真的目的。电路建模包含两个方面,一是分析ABEL所描述电路的一般结构并设计出保存电路模型信息的文件格式,二是实现对ABEL语言的语义分析,从而达到从ABEL源文件获得电路模型信息的目的。在电路的模拟执行中,实际电路的并行运行效果是通过相应调度算法的控制来达到的。在此基础上,设计了一种改进的事件驱动模拟算法,并在模拟电路执行调度模块中进行了实现。此外,完成了模拟过程中数据结构以及外部接口的设计,实现了对ABEL电路中各种语句的模拟和模拟结果的波形显示。通过两个典型的应用实例对可编程逻辑器件仿真系统进行测试,结果表明,该系统达到了预期的设计要求。研究成果较好地解决了对逻辑功能不确定器件的仿真,并为虚拟教学实验室的研究提供了一个新的视角,具有良好的发展前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 国内外相关研究
  • 1.3 主要研究工作
  • 2 理论研究基础
  • 2.1 虚拟教学实验室的理论研究
  • 2.2 电路模拟技术研究
  • 2.3 ABEL 电路结构
  • 2.4 面向对象分析方法
  • 2.5 本章小结
  • 3 编译模块的设计与实现
  • 3.1 ABEL 语言
  • 3.2 编译模块的结构
  • 3.3 中间文件格式
  • 3.4 语法和语义分析
  • 3.5 本章小结
  • 4 模拟调度模块的设计与实现
  • 4.1 模拟调度模块的结构设计
  • 4.2 模拟调度算法
  • 4.3 模拟调度模块的实现
  • 4.4 波形显示的实现
  • 4.5 本章小结
  • 5 系统验证
  • 5.1 算术逻辑单元(ALU)
  • 5.2 汽车尾灯控制器
  • 5.3 本章小结
  • 6 结束语
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 进一步工作
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录一 算术逻辑单元的描述代码
  • 附录二 汽车尾灯控制器的描述代码
  • 相关论文文献

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