3 Модели вычислителей vhdl.

1). Программистская модель вычислителей: на нижнем уровне модель образована архитектурой визуального процессорного элемента, а верхний уровень – множество виртуальных процессорных элементов (ВПЭ), объединенных в запрограммированной системе межпроцессорных связей. АЛУ выполняет такой же набор операций, который требуется для реализации обычных языков программирования, но и специфические для VHDL операции: операции над данными с заданной разрядностью. В ОЗУ хранятся переменные участвующие в вычислениях (имеют статич.адреса, но м.б.организован и динамич.).

Источники и приемники сигналов служат для взаимодействия ВПЭ с внешним миром. При поступлении сигнала приемник фиксирует это событие. В нем храниться как текущее, так и предыдущее значение сигнала. Источник сигнала генерируется не сразу после выполнения операторов присваивания, а в момент остановки. При выполнении оператора wait в источниках сигналов генерируются сигналы, которым были присвоены новые значения в программе. После выполнения последнего оператора выполнение программы начинается заново. Глобальные переменные shared воспринимаются программой и передаются в произвольные моменты времени. Количество ВПЭ равно числу процессов после ее компиляции.

ВАЖНО: все процессы выполняются одновременно; одновременно исполняемые процессы образуют фронт волны запуска процессов; все ||-е операторы языка VHDL преобразуются в операторы процесса; структура вычисл-й модели остается неизменной после компиляции; область действий переменных ограничено рамками операторов процесса; порядок доступа к глобальным переменным сложно предсказуем, поэтому их нужно использовать осторожно.

2). Вычислительная модель симулятора: программ-я модель не может быть реализована в виде многопроцессорной системы из-за больших аппаратных затрат, поэтому симулятор м.б. представлен в виде следующей архитектуры. Каждому ВПЭ выделяется свой выч. процесс. Выч.процесс делится на группы: очередь спящих процессов; очередь готовых к выполнению процессов. Для того, чтобы сохранить логику выполнения множества || процессов, симулятор в каждом цикле моделирования выполняет шаги: каждый остановленный вирт.процесс, для которого наступило нужное событие, запускается на выполнение; каждый запущенный процесс выполняется до своей остановки, вычисляется новое значение текущего времени; каждому сигналу присваивается новое значение и выполняется проверка, является ли изменение сигналов для запуска каких-либо процессов.

3). Аппаратная модель: структурная и логическая оптимизация с точки зрения min аппаратуры и max быстродействия с учетом базиса целевой микросхемы выполняется автоматически. Работа компилятора-синтезатора основана на однозначном преобразовании программистской модели в аппаратную. При этом ВПЭ с его программой ставится в соответствие специализированный проц-й элемент с памятью или без нее. На аппаратную модель накладываются ограничения связанные с особенностями элементной базы. В основном это множество объектов, которые не могут быть отображены в аппаратуре. При написании программы стилем для синтеза: на рынке существует несколько компиляторов-синтезаторов, которые различаются списком несинтез-х элементов, в новых версиях этот список сокращается; компиляторы-синтезаторы различаются наборами библиотек и функций, возможностями оптимизации, степенью адаптации к элементной базе.