《基于门级的并行逻辑模拟研究与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于门级的并行逻辑模拟研究与实现（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海大学硕士学位论文基于门级的并行逻辑模拟研究与实现姓名：周喜明申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：吴悦20040301上海大学硕士学位论文T h eP o s t g a d u a t eT h e s i so fS h a n g h a iU n i v e r s i t y摘要逻辑模拟是电子设计自动化( E l e c t r o n i cD e s i g n A u t o m a t i o n E D A ) 的重要组成部分，通过软件模拟来验证设计是否在功能和性能上达到预期的要求。随着集成电路复杂性的日益提高，传统的单机模拟器在模拟效率上己难以满足设计者的要
2、求，为了提高模拟的速度，有学者提出了并行逻辑模拟的概念，试图通过分散模拟工作量到多个计算节点上来减少模拟时间。然而，对并行逻辑模拟至今仍在探索之中，如果我们能够抓住机遇，在并行逻辑模拟上有所突破，则必将提高我国在集成电路设计领域的竞争力，并对我国E D A 的发展产生重要的推动作用。作者在对并行逻辑模拟的研究过程中，建立了一个基于门级的并行逻辑模拟系统，它能够对用V H D L ( V H S I CH a r d w a r eD e s c r i p t i o nL a n g u a g e ) 描述的门级电路模型进行模拟。在开发该系统之前，作者参与了M C S 8 0 5 1I P
3、 ( I n t e l l e c t u a lP r o p e r t y ) 核的研究项目，为深入理解V H D L 和数字电路的行为奠定了基础。 在编译部分，用语法分析自动生成工具集P C C T S 实现了对门级V H D L 代码的词法和语法分析，并经过语义处理之后，生成一种模拟用的数据格式。在此过程中充分利用了P C C T S 的自动产生功能，简化了编译模块的实现过程。在模拟部分，首先，作者引入三种电路划分算法，并对其中的锥划分算法进行了改进。然后针对门级电路的特点和编译后生成的数据格式设计了模拟模块，在其中采用了事件驱动模拟算法，并对事件驱动模拟算法进行了改进。在同步算法
4、方面，作者对本系统中使用的种乐观异步协议一时间偏差协议 进行了系统的研究，介绍了时间偏差协议的实现W A R P E D 模拟核，并将W A R P E D模拟核应用到了本系统中，用来对分布式节点上的模拟进行同步。最后以实际的电路对本系统进行T N 试，证明本系统能够对门级电路进行正确地模拟，且得到了并行模拟时的加速比。作者还结合理论部分，对实验的结果进行了分析。关键字：并行逻辑模拟，时间偏差同步协议V H D L ，P C C T S ，电路划分事件驱动模拟算法上海大学硕士学位论文T h eP o s t g a d u a t eT h e s i so fS h a n g h a iU
5、 n i v e r s i t yA b s t r a c tL o g i cs i m u l a t i o ni sav e r yi m p o r t a n tp a r ti nE l e c t r o n i cD e s i g nA u t o m a t i o n ( E D A ) ，w h i c hi su s e dt ov a l i d a t ed e s i g n st h r o u g hs o f t w a r es i m u l a t i o n H o w e v e r , w i t hc o n t i n u i n g
6、i n c r e a s e si nt h ec a p a b i l i t i e so fV L S Is y s t e m s ，t h et r a d i t i o n a ls e q u e n t i a ls i m u l a t o rc o u l dn o ts a r i s f yt h en e e do fI Cd e s i g n e r sa n ym o r e ，I no r d e rt os p e e dt h es i m u l a t i o n ，t h ec o n c e p to fp a r a l l e ll o
7、 g i cs i m u l a t i o nh a sb e e ni n d u c t e d B ya l l o c a t i n gs i m u l a t i o nw o kt od i f f e r e n tc o m p u t i n gn o d e s ，i tc a nr e d u c et h ew h o l es i m u l a t i o nt i m e H o w e v e r ，t h er e s e a r c ho np a r a l l e lI o g i cs i m u l a t i o nh a ss t i l
8、 lb e e nu n d e rw a y I fw ec a nc a t c ht h i so p p o r t u n i t ya n dd e v e l o po u ro w np a r a l l e ll o g i cs i m u l a t o r ，n o to n l yc a nw ei m p r o v et h ec o m p e t e n c ei nI Cd e s i g nf i e l d ，b u ta l s oi m p e lt h ed o m e s t i cE D Ad e v e l o p m e n t I n
9、t h ep r o c e s so fr e s e a r c ho np a r a l l e ll o g i cs i m u l a t i o n ，a u t h o rd e v e l o p e dag a t e - l e v e lp a r a l l e ll o g i cs i m u l a t i o ns y s t e mw h i c hc o u l ds i m u l a t ed i g i t a lc i r c u i t so ng a t e - l e v e ld e s c r i b e db yV H D L ( V
10、 H S I CH a r d w a r eD e s c r i p t i o nL a n g u a g e ) B e f o r ed e v e l o p i n gt h es y s t e m ，a u t h o rt o o kp a r ti nt h ep r o j e c to fd e v e l o p i n gM C S 8 0 51I P( I n t e l I e c t u a lP r o p e r t y ) c o r e ，w h i c hw a sv e r yh e l p f u lt ou n d e r s t a n
11、dV H D La n db e h a v i o r so fd i g i t a lc i r c u i t s I nc o m p i l e rp a r t ，t h el e x i c a la n a l y z e ra n ds y n t a xa n a l y z e rf o rV H D Lp r o g r a m m e do ng a t e l e v e la r ei m p l e m e n t e db yu s i n gP C C T S ，as y n t a xa n a l y s i sa u t o m a t i cg e
12、 n e r a t o r A f t e rp r o c e s s i n gt h es e m a n t i co fV H D L ，a ni n t e r m e d i a t ed a t as t r u c t u r ei sc o n s t r u c t e df o rs i m u l a t i o nT h ew h o l ep r o c e s so fs e t t i n gu pt h ec o m p i l e rm o d u l ei sf a c i l i t a t e db ym a k i n gf u l lu s e
13、o fP C C T S Sa u t o m a t i cg e n e r a t i n gf u n c t i o n I ns i m u l a t i o np a r t ，t h r e ec i r c u i tp a r t i t i o na l g o r i t h m sa r ei n t r o d u c e di nt h es y s t e m F u r t h e m m r e ，t h ec o n e p a r t i t i o na l g o r i t h mi si m p r o v e d A c c o r d i
14、n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i co fd i g i t a lc i r c u i t sa n dd a t as t r u c t u r ec o n s t r u c t e db yt h ec o m p i l e rm o d u l e ，t h es i m u l a t i o nm o d u l ei Se s t a b l i s h e dw h i c ha d o p t sa ni m p r o v e de v e n t d r i v e ns i m u l a t i o na l g o
15、r i t h m A sf o rt h es y n c h r o n i z a t i o na l g o r i t t m a ，t h ep a p e rd i s c u s s e sa no p t i m i s t i ca s y n c h r o n o u sp r o t o c o l t i m ew a r pp r o t o c o la n di t Sr e a l i z a t i o n W A R P E Ds i m u l a t i o nk e r n e lw h i c hi sa p p l i e di nt h e
16、s y s t e mt os y n c h r o n i z ed i s t r i b u t e ds i m u l a t i o na m o n gd i f f e r e n tn o d e sF i n a l l y , t h es y s t e mi st e s t e db ys e v e r a lc i r c u i tb e n c h m a r k s T h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h es y s t e mc o u l di m p l e m e n tp a r a l l e ls i m u l a t i o nc o r r e c t l y T h ep a r a l l e ls p e e d u pi sa l s od r a w na n dt h ee x p e r i m e n tr e s u l t sa r ea n a l y z e d I J上海大学硕士
