基于VHDL的可编程逻辑器件虚拟实验平台的设计与实现

发布时间：2021-08-14 22:06

　　虚拟实验是指利用多媒体、仿真和虚拟现实等计算机技术实现一个虚拟实验环境,实验者以交互的方式进行实验操作,可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目。它提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验,一定程度上解决了传统实验教学的时间限制、空间限制和资源限制等问题。论文主要研究基于VHDL的可编程逻辑器件虚拟实验平台的设计和实现方案。通过分析VHDL的可综合特性,提取出一个适用于虚拟实验平台的VHDL子集,给出基于VHDL的可编程逻辑器件虚拟实验平台设计方案。平台由VHDL程序翻译模块和模拟调度模块两个主要部分组成。翻译模块的核心是VHDL编译器,它将用户编写的VHDL源程序翻译转换为等价的C++语言描述,最终生成若干C++程序文件;模拟调度模块通过改进传统的事件驱动模拟算法,对翻译模块得到的C++文件进行动态调度,实现对静态电路描述的动态行为化模拟,最终生成一个链接库文件。将源电路的C++描述文件链接模拟调度库文件,经过C++编译器编译连接生成最终的可执行模拟程序。使用Flex Builder和VC++实现了一个B/S架构的可编程逻辑器件虚拟实验平台,通过典型实验样例对平台进行了验证。结... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

翻译模块框架图

处理当前模拟周期的所有事件：更新信号值并添加相应的元件到活跃元件集合事件链表是否为空删除当前模拟周期的事件，依次模拟执行活跃元件集中的元件，将产生的新事件加入到全局事件链表结束是否置活跃元件集合为空，推进模拟时间到下一个有事件时间点图 4.3 事件驱动模拟调度算法流程图

图 5.1 虚拟实验平台客户端界面客户端操作界面主要由以下几个部分组成：（1）菜单选项栏。包含文件操作、实验平台状态切换、设定实验平台信息、综合、编译等实验操作按钮和导线选择按钮等操作实验平台的菜单，主要起控制实验流程和设定实验平台各种状态的作用（2）实验操作面板。包含实验台面板和代码编辑面板，前者是用户操作实验的主窗口，用户在此窗口内搭建虚拟实验器件并进行各种实验交互操作，后者是用户编辑实验源代码的区域。（3）虚拟器件栏。包含实验需要的各种类型的虚拟器件，用户可直接通过拖动器件到实验台面板内的操作生成对应的虚拟器件。（4）信息输出栏。当鼠标移动到各种器件上时显示各种器件的基本信息，此栏内还显示所有用户实验操作过程中的提示信息。（5）观测栏。可通过“添加到观测器”这一操作将引脚信息添加到观测器内，随时观察引脚电平的变化。

【参考文献】：
期刊论文
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[4]网络虚拟实验系统研究现状与发展趋势[J]. 李凌云,王海军.  现代教育技术. 2008(04)
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硕士论文
[1]基于VHDL语言的可编程逻辑器件仿真研究[D]. 吴志良.华中科技大学 2009
[2]基于ABEL语言的可编程逻辑器件仿真研究[D]. 曾伟.华中科技大学 2008



本文编号：3343270