Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. Проектирование цифровых систем на VHDL (2003)

УДК 681,3.06 ББК 32.973-0! 8 С89 Суворова Е. А., Шейнин Ю. Е. С89 Проектирование цифровых систем на ЧН01.. — СПбл БХВ-Петербург, 2003. — 576 сл ил. 1БВ111 5-94157-189-5 В книге рассматривается язык ЧН01. — стандартизованный язык высокого уровня для описания аппаратуры — и его применение для проектировании систем на СБИС. Подробно, в полном обьеме приводится язык ЧН0Ь, базовые конструкции моделей на атом языке, методы его применения, особенности ЧНОЬ для моделирования и лля синтеза цифровых систем.

Рассматриваются основы проектирования систем на СБИС, уровни и этапы проектирования СБИС и Систем-на-кристалле, использование ЧН01. в процессе проектирования цифровых систем — от начальной спецификации и моделирования до синтеза реализации в СБИС. Изложение иллюстрируется примерами моделей устройств на языке ЧН01..

Рассматривается шина АВМА АНВ, широко применяемая в Системах-на-кристалле, оцениваются ее характеристики. Приводится описание практической работы в популярных САПР— 02СА0 Ехрген и Х01пх Роп1и131юп Ехргон — при проектировании на языке ЧНОЬ цифровых СБИС и Систем-на-кристалле. Для сявциалистав, разрабатсгвающих цифравыв системы обработки и нергдачи информации, а также студентов и аспирантов, абучающигся на соответствующим специальностям УДК 681.3.06 ББК 32.973-018 Группа подготовки издания: Пицена я ИД ЬЬ 02429 от24.07до.

Подписано 0 пе ь 17ладз. Формат тос1000сс. Печать офсетная. Уел. пвч. л. 43,44. тираж 3000 зкз. Заказ Нс 4000 'БХВ.Петербург", 193003, Санкт-пепсрбущ, Измайловский пр., 29. Гигиеническое заключение на продукцию, тоещу Нс 77.99.02.933,Д.001337.03.02 от! 3 03.2002 г. выдано Департаментам ГСЭН Минздрава России. Отпечатано о готовил диапозиповов в Академической типографии "Наука" РАН 199034, Санкт-Петербург, 9 линия, 12. О Сусорозс Е. А, Шсаннн Ю. Е., 2003 О Офорнлсннс, тлстслсстсо "БХВ-Пснрбург", 2003 !ЗВ1с1 5-94!57-189-5 Главный редактор Зав. редакцией Редактор Компьютерная верстка Корректор Дизайн обложки Зав.

производством Екатерина Коидукава Григорий Добин Римма Смоляк Екатерины Трубниковой Виктория Голуб Игоря Цырульиггкава Николай Тверских Содержание ВВЕДЕНИЕ.. Глявя 1. УРовии н пюцесс пюектиювлиия С БИС ... Уровни представления и проектирования СБИС. Традиционный подход к поуровневому проектированию СБИС ... Блочно-ориентированное проектирование...

Проектирование Систем-на-кристалле .. Синтез реализации проектируемых схем на кристалле СБИС ..... Элементная база технической реализации СБИС. Логический синтез реализации устройства....... Модели в проектировании систем на СБИС. ГЛАВА 2. ОпеРАтОРы и ДАнные ЯзыкА ЧИСТЬ . Базовые элементы языка ЧНШ .. Лексические элементы . Описания констант, переменных, сигналов .

Типы данных. Скалярные типы данньм. Числовые типы .. Тип Йге8ег. Тнп 1Геа1.. Физические типы данных. Операции над физическими типами . Описание времени .. Перечислимые типы данных . Описание типа с использованием диапазона .. Описание типа с использованием списка значений ... Атрибуты скалярных типов. Преобразование скалярных типов... Подтипы . Встроенные подтипы......... Составные типы данных ..

Массивы . Определение начальных значений .. .......... 7 ........ 1О ........ 1 1 ......12 ........ 15 ........ 15 ........ 2 1 ........ 27 ........31 ........31 .31 ..32 ........ 33 ........ 34 .35 .....36 .36 .37 .38 ..38 .38 ........ 3 8 .41 .44 ...44 .45 .45 .46 Содержание Атрибуты данных типа "массив" Массивы неограниченной длины .. Операции над массивами. Фрагменты массивов. Преобразование типов Записи... Указательные типы данных (аеееяв). Назначение указательных типов ...

Описание данных указательного типа. Указатели на массивы. Организация связанных структур данных.. Частичное предописание . Абстрактные типы данных Механизм шаблонов пакетов.. Ограничения на практическое применение указательных типов.......... Операторы Оператор присваивания.. Операции над данными в выражениях .. Управляющие операторы... Операторы условного перехода .. Циклы . Пустой оператор ... Операторы управления сбором информации в ходе моделирования ... Оператор амеп.

Оператор герон. ГЛАВА 3. БАзОВые кОнстРУкЦии мОДелей нА языке УН1ЗЬ ................... Сигналы .. Структура описания объекта моделирования. Декларативная часть Описание архитектуры объекта моделирования . Библиотеки.. Пакеты .. Описание поведения объекта моделирования Процессы для описания архитектуры .. Последовательный оператор присваивания значения сигналу ........... Задержки в модели устройства. Инерционная задержка...

Транспортная задержка.. Разрешение неоднозначности установления значения сигнала..... Дельта-задержка сигналов .. Параллельные операторы присваивания значения сигналу................ Простой параллельный оператор присваивания .. Оператор условного присваивания..

Оператор селективного присваивания.. Примеры присваивания значений сигналам Атрибуты сигналов. Операторы ожидания и ай . ........ 48 ....... 49 ..... 50 ....... 5 1 ........ 5 1 ....... 52 .. 53 .....,.. 5 3 . 54 .. 56 ....... 57 ...,... 5 7 ........ 59 . 59 ........ 59 ........ 60 ........

60 ......;. 60 ...64 ....... 65 ...66 ....69 ........ 70 70 71 ...... 73 73 ...... 77 77 ...80 ..81 ..83 ..85 ' ..86 ...... 87 ..89 ..90 ..91 ...... 92 ..95 ...... 99 ..99 102 103 . 107 .108 Содержание .... 109 ....110 ....110 .... 1 1 1 ....112 ...115 ....118 ....121 .... 121 .... 123 ,... 124 и я ......... 1 26 ........... 1 27 ...128 ели .........167 в ............. 167 . 1 68 .

169 169 169 Параллельный оператор контроля в ходе моделирования Аззегг.................... Структурное описание объекта моделирования............................................ Компоненты .. Декларация компонента ... Включение компонента в модель объекта (!пз1ап1!аг!оп) ............................. Оператор генерации (Оепегаге) .. Пример структурного описания в ОгСАР Ехргезз 9. ! .................................... Задание конфигурации компонентов..

Конфигурационная спецификация .. Конфигурационная декларация ... Конфигурирование моделей с многоуровневой иерархией ...,.................... Использование полностью сконфигурированного объекта моделирован Связывание по умолчанию ... Отложенные присоединения компонентов Вычисляемые сигналы. Разделяемые сигналы и функции разрешения коллизий.. Описание вычисляемых сигналов .... Охраняемые сигналы... Настраиваемые параметры модели (Сепепсз) Блоки..

Назначение блоков в модели. Охраняемые присваивания новых значений сигналам ..........,....................... Явно определенные сигналы-сторожа ... Спецификация отсоединения (б!зсоппес1). Вложенность блоков и организация иерархической структуры модели ....... Конфигурирование объектов, содержащих блоки ... Подпрограммы.. Процедуры .. Описание процедуры... Вызов процедуры .

Сигналы в качестве параметров процедуры.. Операторы параллельного вызова процедур... Функции. Перегрузка процедур и функций .. Перегрузка операторных символов... Видимость описаний .. Описание подпрограмм в пакетах... Файлы. Описание файла. Работа с файлами. Соответствие между физическими и логическими файлами.......................... Видимость описаний и автоматическое открытие/закрытие файлов в мод Открытие и закрытие файлов без использования автоматических режимо Файлы как параметры подпрограмм.

ГЛАВА 4. ПРОкктиРОВАиик иА УНР1 .. Использование конструкций УНШ, длв моделировании ................................. Особенности использования временных задержек в операторе присваивания пняияния гигняпн ппи пняяпянняпппм мппяпипояянии ... ...128 .... 129 ....132 .138 ..141 . 141 .... 142 .. 144 . 146 ....

147 .148 .150 .!50 .150 . 152 ..155 .157 . 157 .160 .161 . 161 . 163 .163 .164 .!65 .... 166 Содержание Использование процессов, сигналов и переменных в поведенческом моделировании .. Процессы и присваивание значений сигналам .. Присваивание значений сигналу разными процессами, параллельными 172 172 операторами..................................................................................... 177 Использование списка чувствительности процесса и атрибутов сигналов...........

179 Использование пакетов. Использование в моделях механизма тта11. Использование типа запись . Использование типа запись для внутренних сигналов..... ... 182 ...184 ....188 ....188 Использование типа запись для входных и выходных сигналов ... !93 Поведенческое моделирование элементов памяти 195 Пример использования подпрограмм в поведенческом моделировании ..................205 Объединение сигналов на шине. ............................ 2 10 Выбор типа сигнала для выходов на общую шину ....................,...........................210 Особенности использования типов зтт1 1о81с и зтт1 и(о81с для организации общих шин в ОтСАР. Функции разрешения коллизий ..........,.................... Особенности программированна на ЧНР1 дла синтеза .....................

От программирования на ЧНРЬ для моделирования к программированию 217 224 для синтеза .. ..................................... 224 Сигналы, переменные, константы . ............................................... 227 Разрядность сигналов ... . ............................................,........................... 228 Перечнслимые типы и кодировка значений ..