Schaltungstechnik

54 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
Digitaler Modellteil: Den Ablauf der Logiksimulation des linken Blocks in
Bild 2.2-15 zeigt Bild 2.2-16. Ausgangspunkt ist eine Schaltung beschrieben durch
ein VHDL-Modell. Weiterhin müssen die Eingangsereignisse in Form eines Stimuli
für das Modell bekannt sein. Jede Schaltkreisfunktion reagiert auf Eingangsereignisse
verzögert. Die „Delays“ der Schaltkreisfunktionen müssen im Modell
enthalten sein. Der Logiksimulator verwaltet eine Ereignistabelle („Event-
Queue“). Ein Ereignis stellt einen Signalwechsel dar. Zunächst werden die
Anfangsereignisse in die Ereignistabelle eingetragen. Die Modelle der Schaltkreisfunktionen
reagieren auf die Anfangsereignisse mit verzögerten Folgeereignissen,
die wiederum in die Ereignistabelle eingetragen werden und erneut Folgeereignisse
generieren. Die Abarbeitung der Ereignisse erfolgt solange, bis die Simulationszeit
abgelaufen ist, oder die Ereignistabelle leer ist. Man spricht von einer ereignisgesteuerten
Logiksimulation, bei der keine zeitkontinuierlichen Netzwerkgleichungen
gelöst werden.
Inputs: Schaltung beschrieben durch ein Modell: S
Delays der Schaltkreisfunktionen und Subcircuits: ScD,
Event-Queue: EQ,
Eingangs-Ereignisse (vom Stimuli): IE
Results: Logikzustände von Netzen in Abhängigkeit von t.
PROCEDURE EventScheduling (S; ScD; t)
BEGIN
EQ = IE; -- Anfangsereignisse
WHILE EQ ist nicht leer DO
BEGIN
Zeitschritt tn für nächstes Ereignis in EQ;
P = alle Ereignisse von EQ zum Zeitpunkt tn ;
FOR all P(j) DO
BEGIN
F(j) = Folgeereignisse von P(j); -- Folgeereignisbestimmung
FOR all F(j) deren Zustand sich ändert DO
F(i), tn +ScD(i) in EQ; -- Eintrag der Folgeereignisse
END
END
END
Bild 2.2-16: Algorithmus für die ereignisgesteuerte Logiksimulation (digitaler Systemteil)
Das Modell eines digitalen Schaltkreises beschreibt die Wirkung von Eingangsereignissen
auf die Ausgänge. Durch die Modellbeschreibung werden für Eingangsereignisse
die daraus resultierenden Folgeereignisse am Ausgang bestimmt. Bild
2.2-17 stellt das Grundprinzip einer digitalen Modellbeschreibung dar. Die Verwaltung
der Ereignisse erfolgt dabei im Simulator. Für die Modellbeschreibung
von Logikfunktionen bietet VHDL eine Reihe von Sprachkonstrukten an (u.a.