复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模与验证

发布时间：2017-05-31 03:04

  本文关键词：复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模与验证，由笔耕文化传播整理发布。

【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。
【关键词】：复杂数字逻辑系统 XML 有效性验证 可重构组件
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 选题背景与意义10-14
• 1.1.1 复杂数字逻辑系统10
• 1.1.2 复杂数字逻辑系统设计与实现10-13
• 1.1.3 复杂数字逻辑系统设计面临问题和解决办法13-14
• 1.1.4 复杂数字逻辑系统建模与验证的意义14
• 1.2 国内外研究进展14-23
• 1.2.1 数字系统建模方法14-15
• 1.2.2 复杂数字逻辑系统描述方法15-19
• 1.2.3 复杂数字逻辑系统的验证方法19-22
• 1.2.4 现有复杂数字逻辑系统的设计工具22-23
• 1.3 创新点分析23-24
• 1.4 论文的研究内容及结构安排24-25
• 1.5 本章小结25-26
• 第二章 复杂数字逻辑组件式建模与 XML描述26-38
• 2.1 复杂数字逻辑组件式建模26-28
• 2.1.1 基本概念26-27
• 2.1.2 组合逻辑组件27
• 2.1.3 时序逻辑组件27-28
• 2.1.4 复合逻辑组件28
• 2.2 复杂数字逻辑组件的 XML 描述规范28-31
• 2.2.1 XML 语法28-29
• 2.2.2 逻辑映射表29-30
• 2.2.3 有限状态机30
• 2.2.4 结构化建模方法30-31
• 2.3 复杂数字逻辑组件的 XML 描述实例31-37
• 2.3.1 全加器31-32
• 2.3.2 自动售货机32-35
• 2.3.3 自动售货系统35-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 复杂数字系统的多级组件验证与综合38-54
• 3.1 复杂数字逻辑组件的展开以及相关算法38-41
• 3.1.1 复杂数字逻辑组件模型38-39
• 3.1.2 组件的组合和分解算法39-40
• 3.1.3 组件的展开和折叠算法40-41
• 3.2 复杂数字逻辑组件的有效性验证41-45
• 3.2.1 复杂数字逻辑组件的完整性验证41-44
• 3.2.2 复杂数字逻辑组件的稳定性验证44-45
• 3.3 复杂数字逻辑组件的原型功能仿真45-47
• 3.3.1 组合逻辑组件的功能仿真45
• 3.3.2 时序逻辑组件的功能仿真45-46
• 3.3.3 复合逻辑组件的功能仿真46-47
• 3.4 复杂数字逻辑组件的 XML 综合和 HDL 仿真47-50
• 3.4.1 复杂数字逻辑 XML 组件的综合48-49
• 3.4.2 HDL 仿真49-50
• 3.5 复杂数字逻辑组件的 FPGA 在线验证50-53
• 3.5.1 FPGA 简介50
• 3.5.2 FPGA 在线验证50-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 复杂数字逻辑系统的建模与验证环境 XModel54-67
• 4.1 XModel 系统组成和功能54-58
• 4.1.1 系统任务分析54-55
• 4.1.2 系统功能设计55-57
• 4.1.3 系统环境及开发工具57-58
• 4.2 XModel 系统设计58-64
• 4.2.1 主窗体设计58-59
• 4.2.2 主要功能模块的实现59-64
• 4.3 XModel 系统实施64-66
• 4.3.1 XML 源文件输入64-65
• 4.3.2 原型功能仿真65
• 4.3.3 XML 综合65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 数字家电微控制器的设计67-77
• 5.1 数字家电微控制器体系结构67-70
• 5.1.1 数字家电微控制器的外部引脚67-68
• 5.1.2 数字家电微控制器的结构框图68-69
• 5.1.3 数字家电微控制器的设计流程及设计工具69-70
• 5.2 数字家电微控制器建模70-74
• 5.2.1 PC 整体功能70-72
• 5.2.2 PC 结构化建模72-74
• 5.3 数字家电微控制器仿真验证74-76
• 5.3.1 PC 的仿真验证74-75
• 5.3.2 XModel 与 ISE 仿真验证比较75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 论文总结77
• 6.2 工作展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 附录：攻读学位期间参与的科研项目与公开发表的论文84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗江琴;谭敏生;刘霞;周倩芳;;数字逻辑课程教学的柔性化改革研究[J];电脑知识与技术;2011年34期

2 张丹;介龙梅;董雷刚;;应用型本科院校数字逻辑课程教学改革探讨[J];福建电脑;2012年04期

3 徐尚中;丁新慧;;《数字逻辑》课程教学改革及实践创新研究[J];赤峰学院学报(自然科学版);2012年13期

4 王诗兵;王中心;李军;李振杰;;计算机专业“数字逻辑”课程的教学设计与实践[J];计算机教育;2012年24期

5 唐明;;认识简单与统一之美──数字逻辑课程教改谈[J];计算机教育;2013年02期

6 冯培禄;;“数字逻辑”课程体系的研究与探索[J];中国科教创新导刊;2014年05期

7 申伟;;数字逻辑课程教学方法的探讨[J];科技风;2013年20期

8 鲍可进;数字逻辑课程教学内容和实验环节的改革实践[J];电气电子教学学报;2000年01期

9 娄淑琴,侯建军;用现代技术进行数字逻辑与系统课程教学的新探索[J];电气电子教学学报;2000年01期

10 候建军,娄淑琴;我校“数字逻辑与系统”课程的总体改革和实践[J];电气电子教学学报;2000年03期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 邢晓敏;王建元;李贻涛;;数字逻辑类课程教学方法及考核模式的改革[A];第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）[C];2009年

2 刘昌华;;The Course Construction Research and Experience of“Digital Logic”[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（上册）[C];2010年

3 姚旺生;程西军;陈维义;;数字电路板研仿中的电参数对比方法[A];舰船电子装备维修理论与应用——中国造船工程学会电子修理学组第四届年会暨信息装备保障研讨会论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 周雯;复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模与验证[D];安徽师范大学;2014年

2 董海;基于FPGA的数字逻辑系统在分布式偏振耦合测试仪中的应用[D];天津大学;2007年

3 吴猛;远程虚拟数字逻辑实验平台设计与实现[D];辽宁科技大学;2012年

4 李宁;300MHz高性能DDS数字逻辑的ASIC设计[D];国防科学技术大学;2007年

  本文关键词：复杂数字逻辑系统的可重构组件式建模与验证，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：408471