CN114528793B - 一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，包括获取当前仿真时刻的5个事件队列，检测队列A是否为空，若不为空，依次执行队列A中事件的处理函数；检查队列B是否为空，如果不为空，依次执行队列B中事件的处理函数；检查队列C是否为空，如果不为空，依次执行队列C中事件的处理函数；检查队列B是否为空，如果为空，检查队列D是否为空，如果不为空，依次执行队列D中事件的处理函数；检查队列B是否为空，如果为空，检查队列D是否为空，如果为空，检查是否触发了系统函数，如果触发了，依次执行队列E被触发的系统函数，完成当前仿真时刻的队列。在保证与verilog标准语义一致的前提下，更容易使用编程语言实现。

Description

一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法

技术领域

本发明属于仿真领域，特别是涉及一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法。

背景技术

在verilog标准中，所有的事件被分为了下面的5种：活动事件（Active Event）在当前的仿真事件产生，可以按任意顺序处理；非活动事件（Inactive Event）在当前仿真时间产生，但必须在所有活动事件处理完成之后再进行处理；非阻塞赋值更新事件（Nonblocking Assign Update Event）在之前的某个仿真时间已被计算，但在当前仿真时间，必须在所有活动事件和非活动事件处理完成之后，再进行赋值；监控事件（MonitorEvent）必须在所有活动，非活动，和非阻塞赋值更新事件之后处理；未来事件（FutureEvent）在未来某个仿真时间产生，未来事件分为未来非活动事件（Future InactiveEvent）和未来非阻塞赋值更新事件（Future Nonblocking Assignment Update Event）。

但是verilog标准中只给出来抽象模型，没有具体的实现的方法，因为亟需一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，方法包括以下步骤：

步骤S100：在与Verilog保持语义和标准一致的前提下，将调度模型划分为每一时刻都有的5个事件队列，其中，队列A包括值计算、普通赋值语句值更新事件，队列B包括值更新引发的其他值的更新事件，队列C包括0延迟语句值更新事件，队列D包括非阻塞赋值值更新事件队列，队列E包括系统函数监控事件；

步骤S200：获取当前仿真时刻的5个事件队列，检测队列A是否为空，若队列A不为空，则依次执行队列A中事件的处理函数；

步骤S300：检查队列B是否为空，如果队列B不为空，依次执行队列B中事件的处理函数；

步骤S400：检查队列C是否为空，如果队列C不为空，依次执行队列C中事件的处理函数；

步骤S500：检查队列B是否为空，如果队列B为空，检查队列D是否为空，如果队列D不为空，依次执行队列D中事件的处理函数；

步骤S600：检查队列B是否为空，如果队列B为空，检查队列D是否为空，如果队列D为空，检查是否触发了系统函数，如果触发了，依次执行队列E被触发的系统函数，完成当前仿真时刻的事件队列，取下一个仿真时刻的事件队列作为当前时刻的仿真事件队列，并返回步骤S200，直至仿真结束，退出程序。

优选地，步骤S200还包括：若队列A为空，检查队列D是否为空，若队列D为空，则仿真结束，退出程序；若队列D不为空，依次执行队列D中事件的处理函数。

优选地，步骤S300还包括：如果队列B为空，执行步骤S400。

优选地，步骤S400还包括：如果队列C为空，执行步骤S500中检查队列D是否为空的步骤。

优选地，步骤S500还包括：如果队列D为空，则执行步骤S600中检查是否触发了系统函数的步骤。

优选地，步骤S200之前还包括：初始化内存和0时刻的事件队列。

上述一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，在保证与verilog标准语义一致的前提下，使用了与verilog标准不一样的事件队列组织和调度方法，更容易使用编程语言实现。

附图说明

图1为本发明一实施例中一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

在一个实施例中，一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，方法包括以下步骤：

步骤S100：在与Verilog保持语义和标准一致的前提下，将调度模型划分为每一时刻都有的5个事件队列，其中，队列A包括值计算、普通赋值语句值更新事件，队列B包括值更新引发的其他值的更新事件，队列C包括0延迟语句值更新事件，队列D包括非阻塞赋值值更新事件队列，队列E包括系统函数监控事件。

具体地， 赋值语句有三种：1、阻塞赋值（普通的赋值语句），形如 a=b；2、非阻塞赋值，形如 a <= b；连续赋值，形如assign a=b。每种赋值语句都可以加延迟属性，如 #3 a=b表达的语义是：现将b的值记录下来，然后延迟3个时刻再值赋值给a。当延迟的时刻数是0时，就是特殊的语句，构成队列C。队列A：计算a=b这样的阻塞赋值语句；队列B：计算连续赋值语句（assign a=b 这样的赋值语句）；队列C：#0 a=b 这样的显示的延迟为0的阻塞赋值语句；队列D：计算 a <=b 这样的非阻塞赋值语句；队列E：执行$monitor、$strobe这两个系统函数。

步骤S200：获取当前仿真时刻的5个事件队列，检测队列A是否为空，若队列A不为空，则依次执行队列A中事件的处理函数。

在一个实施例中，步骤S200还包括：若队列A为空，检查队列D是否为空，若队列D为空，则仿真结束，退出程序；若队列D不为空，依次执行队列D中事件的处理函数。

在一个实施例中，步骤S200之前还包括：初始化内存和0时刻的事件队列。

步骤S300：检查队列B是否为空，如果队列B不为空，依次执行队列B中事件的处理函数。

在一个实施例中，步骤S300还包括：如果队列B为空，执行步骤S400。

步骤S400：检查队列C是否为空，如果队列C不为空，依次执行队列C中事件的处理函数。

在一个实施例中，步骤S400还包括：如果队列C为空，执行步骤S500中检查队列D是否为空的步骤。

步骤S500：检查队列B是否为空，如果队列B为空，检查队列D是否为空，如果队列D不为空，依次执行队列D中事件的处理函数；

在一个实施例中，步骤S500还包括：如果队列D为空，则执行步骤S600中检查是否触发了系统函数的步骤。

步骤S600：检查队列B是否为空，如果队列B为空，检查队列D是否为空，如果队列D为空，检查是否触发了系统函数，如果触发了，依次执行队列E被触发的系统函数，完成当前仿真时刻的事件队列，取下一个仿真时刻的事件队列作为当前时刻的仿真事件队列，并返回步骤S200，直至仿真结束，退出程序。

具体调度方法为：

1、0时刻，初始化内存、初始化0时刻的事件队列；

2、检查队列A和队列D。如果都为空，执行第`13`步；如果队列A不为空，执行第`3`步；如果队列A为空，队列D不为空，则执行第`10`步；

3、依次执行队列A中事件的处理函数；

4、检查队列B是否为空，如果不为空，执行第`5`步；否则执行第`6`步；

5、依次执行队列B中事件的处理函数，然后执行第`4`步；

6、检查队列C是否为空，如果不为空，执行第`7`步；否则执行第`9`步；

7、依次执行队列C中事件的处理函数，然后执行第`8`步；

8、检查队列B是否为空，如果不为空，执行第`5`步；否则执行第`9`步；

9、检查队列D是否为空，如果不为空，执行第`10`步；否则执行第`11`步；

10、依次执行队列D中事件的处理函数，然后执行第`8`步；

11、检查是否触发了$monitor等系统函数，如果触发了，依次执行队列E被触发的系统函数，然后执行第`12`步；进一步地，monitor监控的变量，值发生了变化，就会触发monitor函数；

12、取下一个仿真时刻的事件队列，然后执行第`1`步；

13、仿真结束，退出程序。

具体调度流程图如图1所示。

如下verilog代码：

module demo;

reg a;

reg b;

wire [1:0]c;

initial begin

a = 0;

end

initial begin

b <= a;

end

initial begin

#0 a = 1;

end

initial begin

$monitor("a=%d, b=%d, c=%d", a, b, c);

end

assign c = a,;

endmodule

执行情况如下：

1、0时刻队列初始化后：

（1）队列A会有4个事件，分别对应于4个initial语句。

（2）队列B为空。

（3）队列C为空。

（4）队列D为空。

2、检查队列A是否为空，发现不为空，处理队列A：

（1）处理第一个事件，即会处理a=0语句：

①处理函数会将a的值更新为0；

②然后检查a的值是否发生了变化；

③发现a的值从x(未定值)变化到了0，即发生了改变，会调度被a影响的语句；

④因为assign语句对a的值敏感，所以会将assign语句调度到队列B中。

（2）处理第二个事件，即会处理b<=a语句：

①因为队列A只处理非阻塞赋值语句的值计算；

②所以只需要将此刻a的值（0）保存起来；

③然后将b的更新调度到队列D中。

（3）处理第三个事件，即会处理#0a=1语句：

①因为该语句是一个控制语句，所以会触发调度；

②所以会将a=1这个赋值语句加入到队列C中。

（4）处理第四个事件，即会处理$monitor语句：

①直接执行系统调用处理函数；

②处理函数中会将monitor标记置true，表明当前时刻需要触发monitor。

3、检查队列B是否为空，发现不为空，处理队列B：

（1）此时B队列只有一个事件，即assign语句；

（2）执行assign语句的处理函数，取出a的值（0），然后赋值给c。

4、检查队列B是否为空，发现为空，则进一步检查队列C是否为空，发现队列C不为空，处理队列C：

（1）此时队列C只有一个事件，即被#0控制的语句a=1；

（2）执行a=1的处理函数，将a的值更新为1；

（3）然后检查a的值是否发生了变化；

（4）发现a的值从0变化到了1，即发生了改变，会调度被a影响的语句；

（5）因为assign语句对a的值敏感，所以会将assign语句调度到队列B中。

5、检查队列B是否为空，发现不为空，处理队列B：

（1）此时B队列只有一个事件，即assign语句；

（2）执行assign语句的处理函数，取出a的值（1），然后赋值给c。

6、检查队列B是否为空，发现为空，则进一步检查队列C是否为空，发现队列C也为空。进一步检查队列D，发现队列D不为空，则处理队列D:

（1）此时队列D只有一个事件，即要用之前存起来的a的值（0）对b进行更新；

（2）更新b（此时b值为0）；

7、检查队列B是否为空，发现为空，则进一步检查队列C是否为空，发现队列C也为空。进一步检查队列D，发现队列D也为空，则处理系统函数。

8、因为前面标记了此刻需要执行monitor函数，所以会执行队列E内的monitor系统函数。

9、跳转到下个仿真时刻。

10、发现队列都是空的，退出仿真程序。

上述一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，语义上与verilog标准保持了一致，抽象出了一个新的队列B，用于处理当前时刻某些值的更新，所触发的新的需要执行的事件。将verilog标准中的active事件队列又细分为了两个队列，队列A和队列B，在保证语义一致的前提下，使用了与verilog标准不一样的事件队列组织和调度方法，更容易使用编程语言实现。

以上对本发明所提供的一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种对Verilog HDL进行行为仿真的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100：在与Verilog保持语义和标准一致的前提下，将调度模型划分为每一时刻都有的5个事件队列，其中，队列A包括值计算、普通赋值语句值更新事件，队列B包括值更新引发的其他值的更新事件，队列C包括0延迟语句值更新事件，队列D包括非阻塞赋值值更新事件，队列E包括系统函数监控事件；

步骤S200：获取当前仿真时刻的5个事件队列，检测队列A是否为空，若所述队列A不为空，则依次执行所述队列A中事件的处理函数；若所述队列A为空，检查队列D是否为空，若所述队列D为空，则仿真结束，退出程序；若所述队列D不为空，依次执行队列D中事件的处理函数；

步骤S300：检查队列B是否为空，如果所述队列B不为空，依次执行所述队列B中事件的处理函数；如果所述队列B为空，执行步骤S400；

步骤S400：检查队列C是否为空，如果所述队列C不为空，依次执行所述队列C中事件的处理函数；如果所述队列C为空，执行步骤S500中检查队列D是否为空的步骤；

步骤S500：检查所述队列B是否为空，如果所述队列B为空，检查队列D是否为空，如果所述队列D不为空，依次执行所述队列D中事件的处理函数；如果所述队列D为空，则执行步骤S600中检查是否触发了系统函数的步骤；

步骤S600：检查所述队列B是否为空，如果所述队列B为空，检查所述队列D是否为空，如果所述队列D为空，检查是否触发了系统函数，如果触发了，依次执行队列E被触发的系统函数，完成当前仿真时刻的事件队列，取下一个仿真时刻的事件队列作为当前时刻的仿真事件队列，并返回步骤S200，直至仿真结束，退出程序。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S200之前还包括：初始化内存和0时刻的事件队列。

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