Abstrakte Modellierung digitaler Schaltungen
VHDL vom funktionalen Modell bis zur Gatterebene
Kommentare von erfahrenen Hardwareentwicklern: "Ich kenne kein Buch, daß die Modellierung von Hardware so grundlegend behandelt. Alle mir bekannten Bücher beschreiben die Sprache VHDL und bringen viele Beispiele, gehen aber nicht darauf ein, wie man...
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Klappentext zu „Abstrakte Modellierung digitaler Schaltungen “
Kommentare von erfahrenen Hardwareentwicklern: "Ich kenne kein Buch, daß die Modellierung von Hardware so grundlegend behandelt. Alle mir bekannten Bücher beschreiben die Sprache VHDL und bringen viele Beispiele, gehen aber nicht darauf ein, wie man entwickelt, was beim Umgang mit VHDL und Synthese alles passieren kann und welche Gedanken man sich machen sollte, bevor man beginnt, den Code zu hacken. Endlich einmal alles in einem Buch!" "Das Buch gibt dem unerfahrenen Designer den richtigen Einstieg und dem erfahrenen den richtigen Umstieg. Es ist unglaublich, wie oft die Frage 'Was ist Abstract Modeling` gestellt wird. Hier ist die Antwort - theoretisch aufgearbeitet und mit praktischen Beispielen untermauert."
Inhaltsverzeichnis zu „Abstrakte Modellierung digitaler Schaltungen “
1 Einleitung.- 1.1 Behandelte Fragestellungen.- 1.1.1 Spezifikation.- 1.1.2 Entwurfsverfahren.- 1.1.3 Maschinelle Synthese.- 1.1.4 "Backend".- 1.1.5 Wiederverwendung eines Modells.- 1.2 Ergänzende Literatur.- 1.3 Entwurf.- 1.3.1 Modellierung.- 2 Rolle eines Modells bei der Verifikation.- 2.1 Verifikationsmethoden.- 2.1.1 "Review".- 2.1.2 Versuch.- 2.1.3 Beweis.- 2.2 Getrennte Verifikation von Funktion, Timing und Aufwand.- 2.3 Entwurfsfehler, Stimuli und Waveforms.- 2.3.1 Arten von Entwurfsfehlern.- 2.3.2 Verfahren der Stimulierzeugung.- 2.3.3 Erleichterte Inspektion der Signale durch Komprimierung.- 2.4 Simulation, ASIC-Emulation oder Prototyp?.- 3 Modelle: Verbergen und Vernachlässigen.- 3.1 Signale.- 3.2 Strukturmodelle und deren Konfiguration.- 3.3 Verhaltensmodelle: Abstraktion statt Hierarchie.- 3.4 Simulatorkonzepte.- 3.5 Signalflußrichtung.- 3.6 Designprozesse.- 3.7 Abstrakte Modellierung.- 3.7.1 Arten der Abstraktion.- 4 Strukturinformation (SI): Geometrie bis Kombinatorik.- 4.1 Abstraktionsmechanismen.- 4.2 Geometrie.- 4.3 Topologie.- 4.4 Gatterebene.- 4.4.1 Modellierung der Verzögerungszeit.- 4.4.2 Verschiedene Gattermodelle.- 4.4.3 Abstraktionsgrad der Gatter-"ebene".- 4.5 Kombinatorik und Register (SI.CR).- 4.5.1 Kombinatorik.- 4.5.2 Simulations- versus Synthesesemantik.- 4.5.3 Einfache und komplexe Kombinatorik.- 4.5.4 Vor-und Nachteile der Abstraktion.- 4.5.5 Register.- 5 Strukturinformation (SI): FSM und Erweiterte FSM.- 5.1 Synchroner Entwurf.- 5.1.1 Transienter und stabiler Zustand.- 5.1.2 Abstraktions-"ebene": RT-Ebene.- 5.2 "Multiprocess" -Modellierung (SI.MP).- 5.2.1 Kombinatorik: Unvollständige "sensitivity list".- 5.2.2 Risiko: Akkumulation von Timingpfaden.- 5.3 "Single-Process" -Modellierung (SI.SP).- 5.3.1 Vollständige Spezifikation eines Ausgangswerts.- 5.3.2 Gemeinsamer Teilausdruck ("common subexpressions").- 5.3.3 Speicherung von Variablen in einem getakteten Prozeß.- 5.3.4 Ergänzte Moore-FSM: Entwurfssicherheit und schnelle Reaktion.-
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5.4 EFSM: Getrennter Kontroll-und Datenzustand.- 5.4.1 EFSM: Explizite Datenpfade (SI.ED).- 5.4.2 EFSM: Implizite einfache Datenpfade (SI.ISD).- 6 (SI.ICS) Implizite Modellierung des Kontrollzustands: Herleitung.- 6.1 Kompakte Modellierung und Rescheduling.- 6.2 "Wait" -Anweisung statt "sensitivity list".- 6.3 "single-process" -Schablone einer (E)FSM.- 6.4 Modellierung mit bedingten Sprüngen.- 6.5 Modellierung mit strukturierten Sprachmitteln.- 6.6 Modellierung ohne eine lineare Zustandssequenz.- 7 Analyse der Kontrollpfade.- 7.1 Analogie auf der Gatterebene: Timinganalyse.- 7.2 Kontrollpfad-Analyse.- 7.2.1 Gemeinsamer Teilausdruck und Mehrfachnutzung.- 7.2.2 Untersuchung der Realisierbarkeit.- 7.3 Zyklen in vollständigen Kontrollpfaden.- 7.3.1 "Statisch bestimmte" Ausdrücke.- 7.3.2 Schleifen ohne "wait" -Anweisung.- 7.3.3 Schleifen mit "wait" -AnWeisungen.- 7.4 Notwendiges Scheduling und Durchsatzanpassung.- 7.4.1 Algorithmus, Durchsatz und Effizienz.- 7.4.2 Empirische Pfad Verteilungen und die Taktfrequenz optimaler Effizienz.- 7.4.3 Durchsatzanpassung durch Neu-Synthese?.- 8 Umformung durch Rescheduling.- 8.1 Analogie auf der Gatterebene: Retiming.- 8.2 Timing bei (SI.ICS).- 8.3 Regeln des Re-scheduling.- 8.3.1 Funktionales und zeitliches Klemmenverhalten.- 8.3.2 Lineare Sequenz von Anweisungen.- 8.3.3 Sequenz von Anweisungen mit einer bedingten Verzweigung.- 8.4 Durchsatzanpassung durch Rescheduling.- 8.4.1 Verringerung des Durchsatzes.- 8.4.2 Durchsatzreduzierung am Beispiel des PID-Reglermoduls.- 8.4.3 Erhöhung des Durchsatzes.- 8.4.4 Schnittstellenüberbuchung und Datenabhängigkeiten.- 8.5 Automatisches Rescheduling.- 9 (SI.ICS): Schleifen, Beispiel und Initialisierung.- 9.1 "while" - und "for" -Schleifen.- 9.2 Implizite Zustandsmodellierung an einem Beispiel.- 9.2.1 Modellierung der Einheit "transmitter".- 9.2.2 Kontrollpfad-Analyse.- 9.3 SI.ICS: Vor- und Nachteile.- 9.4 "reset" - und "interrupt" -Modellierung.- 9.5 Bemerkungen.- 9.5.1 Graphisch
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Bibliographische Angaben
- Autor: Klaus ten Hagen
- 2012, Softcover reprint of the original 1st ed. 1995, 619 Seiten, Maße: 15,5 x 23,5 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Springer, Berlin
- ISBN-10: 3642796907
- ISBN-13: 9783642796906
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