基于Common﹢Lisp的数字系统仿真实现

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1、第４５卷第１期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．１２０１５年１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＪａｎ．２０１５基于ＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐ的数字系统仿真实现１２２肖楚琬，唐小峰，许爱强（１．海军航空工程学院接改装训练大队，山东烟台２６４００１；２．海军航空工程学院科研部，山东烟台２６４００１）摘要：针对数字系统仿真所涉及的若干关键问题，从对象的行为特点出发，提出一种基本仿真算法及其改进版本。前者能够正确模拟实际数字系统中的并发行为，但可能引起冗余的进程调度；后者考虑了系统模型中信号和进程间的依赖性，可有效避

2、免这一问题，并能在多数情况下提高仿真性能。基于所提算法，应用ＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐ语言实现了仿真器原型，并与商业仿真平台Ｍｏｄｅｌｓｉｍ相比较进行了仿真实验，结果表明，所研究的算法和工具正确有效、性能良好。关键词：数字系统仿真；预测调度算法；仿真器；ＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐ中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１５）０１桘０１１６桘０５ImplementationofSimulationofDigitalSystemsBasedonCommonLisp１２２ＸＩＡＯＣｈｕ桘ｗａｎ，ＴＡＮＧＸｉａｏ桘

3、ｆｅｎｇ，ＸＵＡｉ桘ｑｉａｎｇ（１．ReceivingandTrainingUnitofNewEquipment，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai２６４００１，China；２．DepartmentofScientificResearch，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai２６４００１，China）Abstract：Ｓｅｖｅｒａｌｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏ

4、ｎａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｅｈａｖ-ｉｏｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｙｓｔｅｍ，ａｂａｓｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｄｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｆｏｒｍｅｒｉｓａｂｌｅｔｏｃｏｒｒｅｃｔｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍｓ′ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｓ，ｈｏｗ-ｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍａｙｏｃｃｕｒ

5、；ｔｈｅｌａｔｔｅｒｃａｎａｄｄｒｅｓｓｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｍｏｓｔｃａｓｅｓｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｓｉｇｎａｌｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅｓｙｓ-ｔｅｍｍｏｄｅｌ．ＷｅｈａｖｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｓｉｍｕｌａｔｏｒｐｒｏｔｏｔｙｐｅｂｙｔａｋｉｎｇｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐｌａｎ-ｇｕａｇｅ，ａｎｄｓｏｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｄｏｎｅｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈＭｏｄｅｌｓ

6、ｉｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏ-ｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｓｉｍｕｌａｔｏｒａｒｅｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｈｉｇｈ桘ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Keywords：ｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｓｉｍｕｌａｔｏｒ；ＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐ引言在解决复杂问题和开发系统原型方面独具特色，有助于在研究初期获得实用的仿真工具。电子设计自动化（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｓｉｇｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，本文基于ＣｏｍｍｏｎＬｉｓｐ语言实

7、现了一个仿真器原ＥＤＡ）技术为数字系统的设计提供了一种自顶向下的［１］型。该原型中包含一个基本算法和一个改进算法。前方法以及用于功能验证的仿真环境。作为一种特殊者是数字系统行为的真实模拟，但容易造成进程的重复的离散事件系统，数字系统可被视为一组物理或逻辑［２］调度，从而降低性能；后者在前者基础上考虑了进程间进程（ｐｒｏｃｅｓｓ）及其之间的交互。数字系统仿真实的依赖性，能够避免重复，是许多已有ＨＤＬ仿真器所采际上就是不断执行进程调度的过程。当前，硬件描述用的策略。然而，计算依赖性所带来的开销并不能保证语言（ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｃ

8、ｒｉｐｔｉｏｎｌａｎｇｕａｇｅ，ＨＤＬ）是描述数字后者总是优于前者。通过与商业仿真平台的对比，表明系统的主流方法。除ＶＨＤＬ、ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ和ＳｙｓｔｅｍＣ［３－５］使用函数式语言开发的仿真器同样具备优良的性能。等标准ＨＤＬ外，许多通用编程语言也被广泛应用