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数字系统并行模拟算法的研究

苏航  
【摘要】:随着VLSI芯片集成度的不断提高,其设计的复杂度和规模亦不断增大,迫切需要研究一种高效快速的并行功能模拟验证工具,并对VHDL描述的电路设计进行模拟。本文以此为背景,对由VHDL描述的设计进行模拟的基于COW平台的并行模拟算法进行研究。 VHDL硬件描述语言是IC—CAD设计领域广泛使用的标准硬件描述语言。本文首先对VHDL的发展和特点,模拟模型,常用的模拟算法进行综述,并介绍了并行处理的硬件系统及其并行环境下的支撑软件,其中着重叙述了COW平台上所采用的高效的编程环境MPI,并阐述了并行模拟算法的基本构成:确立、划分、通讯和同步。在此基础上,提出了一种数字系统并行设计和模拟的系统框架及其并行模拟算法。该算法针对具体的环境(如:硬件平台采用COW),增加了排序功能,采用了高效的划分策略,改进了传统的TimeWarp模拟方法和LP的发送机制,采用了新的数据存储模式和方法。算法分析表明,与传统的TimeWarp相比,该算法能够有效的调度和利用环境资源,并行效率高。 在COW平台和windows、MPI环境下,采用面向对象的设计方法,对算法进行了编程实现。设计和实现了LP,Node,Communicator,VirtualTime,Signal,Event等对象。特别着重对算法的重要组成部分LP,Node,Communicator这三个对象的详细设计进行了描述,它们是算法实现的基础。论文最后 太原理I’.人学博十(硕十)研究生学位论文 给出了门级电路规模为{100、200、400、800},{1000、2000、 4000、8000},(10000、20000、40000、80000}的三组电路,且 测试环境LP个数分别为4和8的模拟结果。该结果与算法的 理论分析相符合,具有并行高效的特点。算法实现所采用的面 向对象的方法以及开发的基类,为以后模拟器的完善和功能扩 展及复用奠定了基础。


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