论文摘要
近年来,随着高校规模的扩大,学生数量的不断增加,传统实验教学模式已不能满足实验教学的需求。虚拟实验教学已成为加强实践教学、提高教学质量的一个重要手段。对于可编程类实验,如何正确识别并执行用户源程序,建立合理的仿真方案是构建可编程类虚拟实验系统的重点和难点。分析虚拟实验室构建方法和可编程逻辑器件实验逻辑功能可定制的特点,研究VHDL模拟技术,给出了基于VHDL语言的可编程逻辑器件仿真方案。该方案将用户设计的VHDL源描述翻译为等价的C++文件表示,结合模拟调度算法进行模拟调度从而达到仿真的目的。方案主要包括两个核心模块:翻译模块和模拟调度模块。翻译模块通过分析VHDL语言描述的电路内部结构,设计出保存电路信息的格式,经语义分析生成等价的C++程序文件,即将VHDL描述的源程序翻译为等价的C++文件。模拟调度模块按照事件驱动模拟算法对C++文件表示的电路信息进行调度控制,从而完成电路系统行为的模拟。上述仿真方案已应用到可编程逻辑器件虚拟实验教学系统中,通过两个具体实例进行验证,实验结果表明仿真方案达到了预期的设计要求,能正确实现预定的功能。但由于未对模拟延迟进行考虑,模拟不能精确体现实际元件延迟的特性,因此下一步将重点研究模拟延迟问题。
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